MX2007001043A - Dispositivo de proteccion de sobrevoltaje con capacidad mejorada de interrupcion de corriente de fugas. - Google Patents

Dispositivo de proteccion de sobrevoltaje con capacidad mejorada de interrupcion de corriente de fugas.

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MX2007001043A
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Vincent Andre Lucien Crevenat
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    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/06Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using spark-gap arresters
    • HELECTRICITY
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    • H01T2/00Spark gaps comprising auxiliary triggering means
    • H01T2/02Spark gaps comprising auxiliary triggering means comprising a trigger electrode or an auxiliary spark gap

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Abstract

La invencion se refiere a un dispositivo para proteger una instalacion (2) electrica contra sobrevoltajes. El dispositivo inventivo comprende: una carga (E1) disruptiva principal, y un circuito (10) de impulso preeliminar el cual se conecta a la carga (E1) disruptiva principal para controlar el disparo del mismo en caso de un sobrevoltaje. La invencion se caracteriza porque el circuito (10) de impulso preliminar comprende por lo menos un elemento (G) de interrupcion de voltaje el cual se dispone, en el estado apagado, para evitar que la corriente pase a traves del circuito (10) de impulso preliminar, para que, en ausencia de un sobrevoltaje, la corriente de fuga consumida por el circuito (10) de impulso preliminar sea esencialmente nula. La invencion se refiere a dispositivos de proteccion de sobrevoltaje.

Description

DISPOSITIVO DE PROTECCIÓN DE SOBREVOLTAJE CON CAPACIDAD MEJORADA DE INTERRUPCIÓN DE CORRIENTE DE FUGAS DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona a dispositivos técnicos generales para proteger equipo o instalaciones eléctricas contra trastornos de voltaje como descarga y en particular sobrevoltaje transitorio debido por ejemplo al caer un rayo . Esta invención se relaciona más especificamente a un dispositivo para proteger una instalación eléctrica contra descargas de voltaje y en particular sobrevoltaje transitorio debido a la caída de un rayo, en donde tal dispositivo que contornea la instalación eléctrica comprende : - un descargador de protección principal un circuito de pre-disparo, sensible a descargas de voltaje, en donde tal circuito de pre-disparo contornea a la instalación eléctrica y se conecta a un elemento de pre-disparo que controla el golpe del arco del descargador de protección cuando una descarga de voltaje ocurre . Los dispositivos para proteger las instalaciones eléctricas contra sobrevolta es se utilizan ampliamente y generalmente designados como "pararrayos" . Su propósito esencial es llevar a tierra la corriente de un rayo que cae y posiblemente recortar el voltaje adicional inducido por estas corrientes a niveles que son compatibles con aquellos de los equipos y electrodomésticos a los cuales están conectados . Un descargador de protección de pararrayos ya se conoce, comprende un descargador de protección principal, para proteger una instalación contra descargas de voltaje. El descargador de protección principal así es, por ejemplo, posicionado entre la fase a ser protegida y la tierra de tal forma que permite, en el evento de una descarga de voltaje que la corriente del rayo que cae fluye hacia tierra. El control de la formación de arco del descargador de protección principal que utiliza un circuito de pre-disparo, ya es conocido también. La salida del circuito de pre-disparo se puede conectar directamente a uno de los electrodos principales del descargador de protección principal. También se puede vislumbrar equipar al descargador de protección principal con un elemento de pre-disparo, generalmente formado por un electrodo de golpe de arco, al cual el circuito de pre-disparo se conecta. Los dispositivos de protección que incorporan tal circuito de pre-disparo permiten ventajosamente un golpe de arco a lo largo del descargador de protección en un voltaje menor que aquellos de los dispositivos de protección sin un circuito.
Circuitos de pre-disparo conocidos pueden comprender varios componentes, cuyos valores respectivos se seleccionan de tal forma para obtener un nivel dado de protección. De esta manera, uno puede emplear clásicamente elementos de protección no lineal tales como varistores, que ofrecen un nivel más bajo de protección que el descargador de protección y el cual cuando se asocia a un transformador de corriente, por ejemplo, permite que la formación de arco del descargador de protección principal sea controlado por un nivel de voltaje más bajo que el nivel de voltaje de disparo intrínseco del descargador de protección. El recurso a otros componentes también es conocido, tal como un condensador, en donde la operación del circuito de pre-disparo se basa en la carga del condensador . Mientras tales dispositivos permiten que el voltaje de formación de arco del descargador de protección principal del dispositivo de protección sea eficientemente reducido, sin embargo, no sufren de varias desventajas considerables. En primer lugar, en la ausencia de un sobrevoltaje, dispositivos de protección conocidos son atravesados por una corriente de fuga que circula en el circuito de pre-disparo cuando se enciende a su voltaje permanente. Sin embargo, la existencia de tal corriente de fuga puede interferir con los sistemas electrónicos sensibles de bajada del dispositivo de protección, tal como, por ejemplo, disyuntores de circuito diferenciales de baja potencia o dispositivos de prueba de aislamiento. Además, los circuitos de pre-disparo que operan en el principio de un condensador de carga sufren de un efecto de retraso de disparo debido al tiempo de carga del condensador. En consecuencia, dispositivos de protección conocidos no pueden ser completamente eficientes y tener un cierto numero de debilidades en particular asociadas con el diseño de circuitos de pre-disparo. El propósito propuesto de la invención es superar lo antes mencionado y proporcionar un nuevo dispositivo para proteger una instalación eléctrica contra descargas de voltaje y uno el cual en ausencia de un sobrevoltaje, no consume sustancialmente corriente de fuga. Otra meta de la invención es proporcionar un nuevo dispositivo para proteger una instalación eléctrica contra sobrevoltaje y equipado con un circuito de pre-disparo que permita que el voltaje de golpe de arco del descargador de protección se reduzca. Otra meta de la invención es proporcionar un nuevo dispositivo para proteger instalaciones eléctricas contra sobrevoltaje y equipado con un circuito de pre- disparo diseñado para prevenir, en la ausencia de descargas de voltaje, la circulación de corriente en el dispositivo de protección. Otra meta de la invención es proporcionar un nuevo dispositivo para proteger instalaciones eléctricas contra sobrevoltaje y que permita la reducción y eliminación subsecuente de la corriente que circula en el circuito de pre-disparo una vez que se haya iniciado el arco del descargador de protección. Otra meta de la invención es proporcionar un nuevo dispositivo para proteger instalaciones eléctricas contra sobrevoltaje que permita que el sobrevoltaje sea puesto a tierra, mientras mantiene un nivel de protección compatible con el equipo eléctrico tradicional. Otra meta de la invención es proporcionar un nuevo dispositivo para proteger instalaciones eléctricas contra sobrevoltaje y ofrecer seguridad de operación mejorada . Otra meta de la invención es proporcionar un nuevo dispositivo para proteger instalaciones eléctricas contra sobrevoltaje y diseñada de tal forma que la corriente eléctrica del rayo que cae, pasa a través de descargador de protección. Las metas descritas de la invención se logran por medio de un dispositivo que protege a las instalaciones eléctricas contra sobrevoltaje, particularmente sobrevoltaje transitorio causado por la caída de un rayo, en donde tal dispositivo contornea la instalación eléctrica y comprende : - un descargador de protección, - un circuito de pre-disparo, que es sensible al sobrevoltaje, tal circuito de pre-disparo contornea a la instalación eléctrica y se conecta al descargador de protección de tal forma que controla la formación de arco cuando ocurre un sobrevoltaje, caracterizado porque ese circuito de pre-disparo comprende al menos un elemento de corte de voltaje, específicamente diseñado para cambiar el estado, cuando el voltaje de sus terminales excede un valor de umbral predeterminado, desde un estado no conductivo, en el cual previene que la corriente circule, a un estado conductivo, en el cual permite que la corriente circule, tal elemento de corte de voltaje se posiciona de tal forma que previene, en su estado no conductivo, que la corriente circule en el circuito de pre-disparo de tal forma que la ausencia de una descarga de voltaje, la corriente consumida por el circuito de pre-disparo es sustancialmente nula. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Otras características y aspectos específicos de la invención se volverán más claros en detalle después de leer la descripción siguiente y en referencia con los dibujos anexos, estos se proporcionan meramente como forma de ilustración y no son restrictivos de ninguna forma, en los cuales: La FIGURA 1 ilustra, en la forma de diagrama eléctrico, una modalidad del dispositivo de protección de sobrevoltaje de acuerdo con la invención. La FIGURA 2 ilustra, en la forma de diagrama eléctrico, una variante del dispositivo de protección de sobrevoltaje de acuerdo con la invención. La FIGURA 3 ilustra, en la forma de diagrama eléctrico, otra variante de la modalidad del dispositivo de protección de sobrevoltaje de acuerdo con la invención. La FIGURA 4 ilustra, mediante un diagrama, un esquema específico de los componentes utilizados en el dispositivo de protección de sobrevoltaje de acuerdo con la invención. La FIGURA 5 ilustra, mediante un diagrama eléctrico, otra modalidad del dispositivo de protección de sobrevoltaje de acuerdo con la invención. El dispositivo de protección de sobrevoltaje de acuerdo con la invención se diseña para contornear al equipo o instalación eléctrica que se va a proteger. La expresión "instalación eléctrica" se refiere a cualquier sistema o electrodoméstico probable a ser sujeto a perturbaciones de voltaje, en particular sobrevoltaje transitorio debido a caídas de rayo. Tales dispositivos de protección de sobrevoltaje se refieren comúnmente como "pararrayos" . El dispositivo de protección de sobrevoltaje de acuerdo con la invención está diseñado ventajosamente para ser posicionado entre una fase de la instalación a proteger y la tierra (aterrizar) . Además, se puede prever, sin que esté fuera del alcance de la invención, que el dispositivo, en lugar de estar conectado entre una fase y la tierra, se puede conectar entre el neutro y la tierra, entre la fase y el neutro, o entre dos fases (protección diferencial) . Junto con otros dispositivos de protección de sobrevoltaje utilizados comúnmente, se identifican comúnmente los elementos de corte de voltaje, y elementos de limitación de voltaje, cuyas características se definen en la norma CEI-6 643.1. Los elementos de corte de voltaje son, en el alcance de la invención, componentes probables para cambiar de un estado no conductivo, en el cual previenen que circule la corriente, a un estado conductivo, en el cual permiten que circule la corriente. El paso de la corriente a través de estos componentes se incrementa muy rápidamente después de la formación de arco, mientras el voltaje en sus terminales se reduce muy rápidamente. El descargador de protección o tiristores son, en el alcance de la invención, elementos de corte de voltaje. Por el contrario, elementos de limitación de voltaje tienen una curva de corriente-voltaje ascendente, donde el voltaje en las terminales de estos componentes permanece sustancialmente constante o se incrementan ligeramente al incrementar la corriente. De hecho, cuando un umbral de voltaje dado se alcanza, la corriente se incrementa rápidamente en el elemento limitador de voltaje, debido a la reducción de su resistencia, mientras que el voltaje en sus terminales permanece más o menos constante. Los diodos Zener y varistores son, en el alcance de esta invención, elementos limitadores de voltaje. En la siguiente descripción, las expresiones "elemento de corte de voltaje" y "elemento limitador de voltaje" se entienden de acuerdo con las definiciones mencionadas anteriormente. La figura 1 y la figura 5 ilustran un dispositivo de protección 1 de acuerdo con la invención. Como se ilustra en las figuras 1 y 5, el dispositivo de protección 1 se desvía en relación con la instalación eléctrica 2 que se protege. Los ejemplos en las figuras 1 a 5 muestran un dispositivo de protección 1 desviado entre la fase a proteger P y la tierra T. En la invención, el dispositivo de protección 1 comprende un descargador de protección principal El, por ejemplo un descargador de protección de aire, equipado con dos electrodos principales 3, 4 separados por un medio aislado 5, tal como aire, en el cual la descarga eléctrica ocurre a través de una descarga de arco entre los electrodos principales 3, 4. El descargador de protección principal El está acoplado en paralelo a la instalación eléctrica 2 que se protege. En la invención, y como se muestra en la figura 1, el dispositivo de protección 1 también comprende un circuito de pre-disparo 10 (mostrado en las líneas punteadas) , que es sensible al sobrevoltaje y en particular al voltaje en sus terminales 10A, 10B. El circuito de pre-disparo 10 se desvía con respecto a la instalación eléctrica 2, y se conecta al descargador de protección principal El, de tal forma que controla la formación de arco del descargador de protección El cuando ocurre un sobrevoltaje . En una primera modalidad de la invención, ilustrada en la figura 1, el descargador de protección principal El se equipa con un elemento de pre-disparo 6 que permite que sea disparado, preferentemente por un electrodo de formación de arco. Clásicamente, la formación de arco en el descargador de protección El toma lugar cuando el voltaje entre el elemento de pre-disparo 6 y uno de los electrodos principales 3, 4 exceden un cierto valor.
En esta variante, el circuito de pre-disparo 10 se conecta al elemento de pre-disparo 6 y se diseña de manera que cuando una corriente pasa a través del mismo, el voltaje a la salida S es muy idéntico entre uno de los electrodos 3, 4 y el elemento de pre-disparo 6. En una segunda modalidad de la invención, ilustrada en la figura 5, el descargador de protección principal El no tiene un tercer electrodo de pre-disparo, y su descarga de arco ocurre cuando el voltaje entre los electrodos principales 3, 4, excede un cierto valor. En esta variante, el circuito de pre-disparo 10 se conecta a uno de los electrodos principales 3,4, de tal forma para generar, en el evento de un sobrevoltaje, un voltaje más alto que el voltaje de disparo intrínseco del descargador de protección El. En la invención, el circuito de pre-disparo 10 comprende al menos un elemento de corte de voltaje G, tal como un descargador de protección o un tiristor, específicamente diseñado para cambiar, cuando el voltaje de sus terminales excede un valor de umbral predeterminado, desde un estado no conductivo, el cual previene que circule la corriente, a un estado conductivo, en el cual permite que circule la corriente. En las figuras 1 a 3.y 5, el elemento de corte de voltaje G se muestra con el símbolo descargador de protección. Sin embargo, como se prevé obviamente dentro del alcance de la invención, se cambia del descargador de protección por otro elemento de corte de voltaje, tal como un tiristor. En una característica esencial de la invención, el elemento de corte de voltaje G se posiciona en el circuito de pre-disparo 10 de tal forma para prevenir, cuando en un estado no conductivo, que circule la corriente en el circuito de pre-disparo 10, así que en la ausencia de una descarga de voltaje, cualquier corriente de fuga consumida por el circuito de pre-disparo 10 es sustancialmente nula. Dentro del alcance de la invención, una "corriente de fuga" es una corriente probable que puede encender el dispositivo de protección 1 en una operación normal, por ejemplo, en la ausencia de una descarga de voltaje . Así, gracias al ensamblado especifico del circuito de pre-disparo 10 y el diagrama eléctrico del elemento de corte de voltaje G en el circuito de pre-disparo 10, la corriente de fuga consumida por el dispositivo de protección 1 es sustancialmente nula. Tal dispositivo así permite que el riesgo de daño a los electrodomésticos eléctricos sensibles localizados corriente abajo del dispositivo de protección 1 se reduzca significativamente . El dispositivo de protección de acuerdo con la invención ahora se describirá en referencia a las Figuras 1 Y 5. En forma ventajosa, el circuito de pre-disparo 10 comprende un transformador de disparo TR equipado con una bobina primaria Ll y una bobina secundaria L2 las cuales son acopladas magnéticamente. En la primera variante ilustrada en la figura 1, la bobina secundaria L2 se conecta, preferiblemente de manera directa al elemento de pre-disparo 6 así que cuando la bobina primaria Ll es atravesada por una corriente, en particular una corriente de caída de un rayo, el voltaje inducido en las terminales de la bobina secundaria L2 provoca una formación de arco del descargador de protección El. En la segunda variante ilustrada en la Figura 5, la bobina secundaria L2 se conecta, preferiblemente de manera directa a uno de los electrodos principales 3 , 4 así que puede provocar una descarga de arco en el descargador de protección principal El. De acuerdo con una arquitectura de transformador clásica, la bobina secundaria L2 comprende ventajosamente un mayor número de devanados que los de la bobina primaria Ll, así que el voltaje de las terminales de la bobina secundaria del transformador es sustancialmente más alto que el voltaje de las terminales de la bobina primaria. En una característica particularmente ventajosa de la invención, el circuito de pre-disparo 10 comprende una rama B conectada en paralelo por un lado a la - instalación eléctrica 2 y por el otro al descargador de protección principal El . En una variante especialmente ventajosa, y como se muestra en las figuras 1 a 5, la rama B comprende por un lado la bobina primaria Ll y por el otro lado, se conecta en serie a tal bobina primaria Ll , un elemento de corte de voltaje G. El elemento de corte de voltaje G entonces se posiciona específicamente de tal forma que en la ausencia de un sobrevoltaje, la corriente de fuga es sustancialmente nula no solamente en la rama B sino también en todo el circuito de pre-disparo 10. Entonces el elemento de corte de voltaje G se posiciona ventajosamente en el circuito de pre-disparo 10, así que toda la corriente I, y en particular la corriente del rayo que cae, la cual entra en el circuito de pre- disparo 10 necesariamente cruza el elemento de corte de voltaje G. En una modalidad preferida de la invención, ilustrada en las Figuras 1 a 5, el circuito de pre-disparo 10 comprende al menos un elemento limitador de voltaje VI conectado en serie con el elemento de corte de voltaje G. Este elemento limitador de voltaje VI se forma preferentemente por un varistor. El elemento limitador de voltaje VI, se monta en serie con el elemento de corte de voltaje G por un lado, y con la bobina primaria Ll del otro lado, lo que permite que la corriente que circula en la bobina primaria Ll del transformador TR sea limitada. En consecuencia, cuando el descargador de protección principal El tiene una descarga de arco, el último toma la mayoría de la corriente del rayo que cae. Sin embargo, es posible que parte de la corriente del rayo que cae fluya a través del circuito de pre-disparo 10, desde la fase a proteger P hasta la tierra T, especialmente en la bobina primaria Ll del transformador TR. Una consecuencia de este fenómeno puede ser daño irreparable del circuito de pre-disparo 10, el cual no está diseñado a priori para evacuar una corriente del rayo que cae. La utilización de un elemento limitador de voltaje VI posicionado en serie con el elemento de corte de voltaje G permite así que la intensidad de la corriente que circula en el circuito de pre-disparo 10 sea limitada, y sobre todo que se corte la corriente evacuada por elemento de corte de voltaje G, lo que significa, en el caso donde el elemento de corte de voltaje G sea un descargador de protección, que la corriente de fuga evacuada por el descargador de protección sea cortada. Dentro del alcance de la invención, la corriente de fuga es la corriente de corto circuito que el descargador de protección continúa evacuando, después que se ha realizado la descarga de arco y hasta que la descarga de arco eléctrica se extinga. Es interesante notar que el elemento limitador de voltaje VI no interviene en el disparo del descargador de protección principal El pero se posiciona simplemente en el circuito de pre-disparo 10 así que opera en asociación con el elemento de corte de voltaje G así como para extinguir la corriente evacuada por el último. Entonces, el elemento limitador de voltaje VI tiene características diferentes y en particular consume mucho menos energía que los elementos limitadores de voltaje tradicionalmente utilizados para disparar un descargador de protección de descarga de arco en dispositivos de una técnica anterior. En estas condiciones, será posible utilizar la mayoría de la energía de la descarga en voltaje para disparar al descargador de protección principal El, mientras que en los dispositivos de la técnica anterior, una parte significante de la energía desde la descarga de voltaje se consumía por el circuito de pre-disparo, especialmente por componentes de disparo no lineales tales como varistores. La característica corriente-voltaje del elemento limitador de voltaje VI por tanto se escoge específicamente para cumplir la característica del elemento de corte de voltaje G. En la práctica, el valor del voltaje de operación del elemento limitador de voltaje VI utilizado en el alcance de esta invención es considerablemente menor que el voltaje de operación de los elementos limitadores de voltaje tradicionalmente utilizados para disparar una descarga de arco en un descargador de protección. A manera de ejemplo, para una instalación eléctrica 2 que opera a un voltaje nominal de 230 V y una frecuencia de 50Hz, puede utilizarse para disparar al descargador de protección principal El con un voltaje de disparo intrínseco, el cual se dice sin pre-disparo de alrededor de 3.5 a 4 kV, un elemento de corte de voltaje G del tipo de descargador de protección con un valor de umbral de alrededor de 8OOV, un elemento limitador de voltaje VI del tipo varistor con un voltaje de operación de alrededor de 150 V y un transformador con una bobina primaria Ll de 12 µH y una bobina secundaria L2 de 4 mH. Es interesante notar que si el varistor se utiliza para disparar al descargador de protección principal El en lugar del elemento de corte de voltaje G, el voltaje de operación de este varistor habría que incrementarse al menos a 255 V (voltaje nominal 230V del principal sistema + 10%) y por tanto consumiría mucha más energía que el elemento limitador de voltaje VI utilizado en el alcance de esta invención. En una modalidad preferida de la invención ilustrada en la figura 2, el circuito de pre-disparo 10 comprende ventajosamente al menos un elemento limitador de voltaje V2 adicional, del tipo varistor, conectado en paralelo con la bobina primaria Ll . El elemento limitador de voltaje V2 adicional entonces puede ventajosamente: - ya sea montarse en paralelo con la única bobina primaria Ll, o ser montado en paralelo con la bobina primaria Ll y el elemento limitador de voltaje VI asociado en serie, como se muestra en la figura 2. El elemento limitador de voltaje V2 así permite que el mantenimiento de un voltaje que es compatible con la operación del equipo eléctrico conectado corriente abajo del dispositivo de protección y en las terminales del dispositivo de protección 1. Por supuesto, el elemento limitador de voltaje V2 adicional se posiciona ventajosamente en el circuito de pre-disparo 10 así que sólo puede ser atravesado por una corriente cuando el elemento de corte de voltaje G está en su estado conductivo. Preferentemente, el elemento limitador de voltaje V2 adicional se monta en serie con el elemento de corte de voltaje G.
A manera de ilustración, el elemento limitador de voltaje V2 adicional se puede formar por un varistor que tiene un voltaje de operación de alrededor de 275 V. En una modalidad preferida de la invención, ilustradas en las figuras 1 a 3 y 5, el circuito de pre-disparo 10 comprende ventajosamente al menos un componente para proteger contra el sobrevoltaje F y se conecta en serie con el elemento de corte de voltaje G. Preferentemente, el componente que protege contra el sobrevoltaje F es un fusible térmico posicionado físicamente contra el varistor que forma el elemento limitador de voltaje VI. El fusible térmico forma un medio para desconexión térmica del último en el evento de sobrecalentamiento . En las modalidades de la invención ilustradas en las Figuras 1 y 5, el circuito de pre-disparo 10 está compuesto solamente del transformador TR, un elemento de corte de voltaje G, un elemento limitador de voltaje VI y un componente para proteger contra el sobrevoltaje F, que excluye a los otros componentes, y más particularmente excluye al condensador. En otra modalidad de la invención ilustrada en la figura 3, el circuito de pre-disparo 10 comprende, montado en serie con la bobina primaria Ll del transformador TR, dos elementos de corte de voltaje G, dos elementos limitadores de voltaje VI, VI' y un componente para proteger contra sobrevoltaje F, más precisamente un fusible térmico. En este caso, la rama B conectada en paralelo al descargador de protección principal El se compone solamente de la bobina primaria Ll, los dos elementos limitadores de voltaje VI, VI', los dos elementos de corte de voltaje G, G' y el componente para proteger contra sobrevoltaje F. Por supuesto también se puede prever en el alcance de la invención, proporcionar el circuito de pre-disparo 10 con un segundo componente para proteger contra descargas de voltaje, así que cada componente para proteger contra sobrevoltaje se asocia con un elemento limitador de voltaje dado. Incluso más preferentemente, los dos elementos de corte de voltaje G, G' se montan en serie en cualquier lado de la bobina primaria Ll, en donde la última se conecta eléctricamente entre un primer elemento de corte de voltaje G por un lado y un segundo elemento de corte de voltaje G' en el otro. Los dos elementos limitadores de voltaje VI, VI' se conectan respectivamente a cada uno de los elementos de corte de voltaje G, G' en serie con el último. Tal configuración permite, especialmente en el caso de la variante de la modalidad ilustrada en la figura 1, evitar que parte de la corriente del rayo fluya en la bobina secundaria L2 del transformador TR, desde la fase hasta tierra, una vez que ha sido formado el arco en el descargador de protección principal El. De hecho, si se ve en el diagrama de la Figura 1, se puede ver que una vez que ha sido formado el arco en el descargador de protección principal El, una parte Ifl, de la corriente del rayo If que circula en el descargador de protección principal El es probable que regrese a la tierra pasando a través de la bobina secundaria L2 del transformador TR. Esta invención por tanto permite que al disponer un segundo elemento de corte de voltaje G' entre tal bobina secundaria L2 y la tierra T, la eliminación de esta corriente derivada. La bobina secundaria L2 por tanto se conecta a una de sus terminales al dispositivo de pre-disparo 6 y por su otra Terminal al elemento de corte de voltaje G' . Los elementos de corte de voltaje G, G' entonces se posicionan eléctricamente en cualquier lado de la bobina primaria Ll así que el transformador TR se aisla del resto del circuito de pre-disparo 10, evitando así cualquier fuga de corriente en este circuito una vez que se ha formado el arco en el descargador de protección principal El . Otra ventaja de esta configuración viene del hecho que es simétrica, así que el dispositivo de protección 1 no es sensible a la polaridad del voltaje en sus terminales y se conduce de la misma manera, sin importar la manera en la cual se conectan la fase y la tierra . En una modalidad preferida de la invención ilustrada en la Figura 4, el dispositivo para proteger de sobrevoltaje F, específicamente el fusible térmico se posiciona entre los dos elementos limitadores de voltaje VI, VI' y está en contacto con el último, así que es suficiente que uno de estos elementos limitadores de voltaje VI, VI 'esté defectuoso o sobrecalentado anormalmente para que los dos elementos limitadores de voltaje VI, VI' se desconecten del resto del circuito de pre-disparo 10. Preferiblemente, todos los elementos de corte de voltaje G, G' , se forman por descargador de protección y todos loe elementos limitadores de voltaje VI, VI' se forman por varistores. La operación del dispositivo de protección de acuerdo con la invención ahora se describirá en referencia a la configuración ilustrada en la figura 1. Cuando un sobrevoltaje ocurre en las terminales de la instalación 2, y en las terminales 10a y 10b del circuito de pre-disparo, 10, este sobrevoltaje es suficiente para hacer que el elemento de corte de voltaje G cambie de un estado no conductivo a un estado conductivo, la corriente del rayo que cae asociada con este sobrevoltaje fluye en la rama B de un circuito de pre-disparo 10 y especialmente en la bobina primaria Ll del transformador TR, esto genera un voltaje en las terminales de la bobina secundaria L2 que es suficiente para asegurar que el descargador de protección principal El a provocado el arco. Una vez que el descargador de protección principal El ha formado el arco, el elemento limitador de voltaje VI montado en serie con el elemento de corte de voltaje G, corta la corriente que circula en el elemento de corte de voltaje G y más generalmente en la rama B del circuito de pre- isparo 10. El dispositivo para proteger contra el sobrevoltaje de acuerdo con la invención por lo tanto tiene la ventaja de no consumir ninguna corriente de fuga cuando se enciende permanentemente y en ausencia de descargas de voltaje. Otra ventaja del dispositivo de protección de acuerdo con la invención es que permite que toda la corriente del rayo que cae sea canalizada al descargador de protección principal El de modo que la corriente del rayo no puede fluir incluso parcialmente a través de todo el circuito de pre-disparo 10. La invención tiene una aplicación industrial en el diseño, manufactura y utilización de dispositivos para proteger contra sobrevoltaje.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un dispositivo para proteger una instalación eléctrica contra sobrevoltaje, en particular sobrevoltajes transitorios debido a caídas de rayos en donde tal dispositivo contornea la instalación eléctrica y comprende: - un descargador de protección principal (El) - un circuito de pre-disparo que es sensible al sobrevolta e, tal circuito de pre-disparo contornea a la instalación eléctrica y se conecta al descargador de protección principal (El) así que controla el golpe de la descarga de arco en el descargador de protección principal cuando ocurre un sobrevoltaje, caracterizado porque el circuito de pre-disparo comprende al menos un elemento de corte de voltaje (G, G' ) , específicamente diseñado para cambiar de estado, cuando el voltaje en sus terminales excede un valor de umbral predeterminado, desde un estado no conductivo, en el cual previene que circule la corriente a un estado conductivo, en el cual permite que la corriente circule, en donde tal elemento de corte de voltaje (G, G' ) se posiciona así para prevenir en un estado no conductivo, que la corriente circule en el circuito de pre-disparo así que en la ausencia de sobrevoltaje, la corriente de fuga consumida por el circuito de pre-disparo es sustancialmente nula.
  2. 2. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de pre-disparo comprende un transformador de disparo (TR) equipado con una bobina primaria (Ll) y una bobina secundaria (L2) en donde tal bobina secundaria (L2) se conecta al descargador de protección principal (El) así que cuando la bobina primaria (Ll) es atravesada por una corriente, el voltaje inducido a las terminales de la bobina secundaria (L2) provoca la formación de arco del descargador de protección principal (El) .
  3. 3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el descargador de protección principal (El) comprende al menos dos electrodos principales y en que la bobina secundaria (L2) se conecta a uno de tales electrodos principales .
  4. 4. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el descargador de protección principal (El) comprende un elemento de pre-disparo al cual la bobina secundaría (L2) está conectado.
  5. 5. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el circuito de pre-disparo comprende una rama (B) conectada en paralelo con descargador de protección principal (El) , tal rama (B) comprende en un lado una bobina primaria (Ll) y en el otro lado, conectado en serie a tal bobina principal (Ll) , el elemento de corte de voltaje (G, G' ) posicionado específicamente así que en la ausencia de una descarga de voltaje, la corriente de fuga en todo el circuito de pre-disparo es sustancialmente nula.
  6. 6. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el circuito de pre-disparo comprende al menos un elemento limitador de voltaje (VI, VI') conectado en serie con el elemento de corte de voltaje (G, G' ) .
  7. 7. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el elemento limitador de voltaje (VI, VI') se forma por un varistor.
  8. 8. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque el circuito de pre-disparo comprende al menos un elemento limitador de voltaje adicional (V2) del tipo varistor, conectado en paralelo a la bobina primaria (Ll) .
  9. 9. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones previas, caracterizado porque el circuito de pre-disparo comprende al menos un componente para proteger contra el sobrevoltaje (F) conectado en serie con el elemento de corte de voltaje (G, G' ) .
  10. 10. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el componente para protección contra el sobrevoltaje (F) es un fusible térmico.
  11. 11. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 7 y la reivindicación 10, caracterizado porque el fusible térmico está posicionado físicamente contra el resistor variable.
  12. 12. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el circuito de pre-disparo comprende conectarse en serie con la bobina primaria (Ll) , dos elementos de corte de voltaje (G, G' ) posicionados eléctricamente en cualquier lado de la bobina primaria (Ll) así que- el transformador (TR) está aislado del resto de los componentes del circuito de pre-disparo.
  13. 13. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el circuito de pre-disparo comprende, conectarse en serie con los dos elementos de corte de voltaje (G, G' ) , dos elementos limitadores de voltaje (VI, VI') .
  14. 14. El dispositivo de conformidad con las reivindicaciones 10 y 13, caracterizado porque los elementos limitadores de voltaje (VI, VI') se forman por varistores y el fusible térmico (F) se posiciona entre los dos elementos limitadores de voltaje (VI, VI') y están en contacto físico con el último.
  15. 15. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos de corte de voltaje (G, G' ) se forman por un descargador de protección.
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