WO2003032445A1

WO2003032445A1 - Sistema y metodo para evitar arcos electricos en conectores que alimentan cargas de potencia y conector utilizado

Info

Publication number: WO2003032445A1
Application number: PCT/ES2001/000389
Authority: WO
Inventors: Carles Borrego Bel; Joan Fontanilles Piñas; Josep Maria Rosset Rubio; Gabriel Figuerola Barrufet; Santiago Ferre Giro
Original assignee: Lear Automotive (Eeds) Spain,S.L.
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2003-04-17
Also published as: US20040192092A1; US7021950B2; DE60123676D1; DE60123676T2; EP1445839A1; EP1445839B1

Abstract

Sistema que comprende unos conectores (11), intercalados en una red distribuidora de energía eléctrica, integrando un primer y segundo soportes (1, 2) acoplables a enchufe, liberables, portadores de al menos un par de terminales (3, 4), que en una primera posición A, de acoplamiento, empalman eléctricamente estableciendo una vía (5, 6) a una carga (10), cuyos terminales (3, 4) en otra posición C de desacoplamiento de los soportes (1, 2), se separan pudiendo generar arco eléctrico, comprendiendo cada conector (11) un par de elementos electro-conductores (12, 13) que en dicha posición A, o en una posición intermedia B, de desacoplamiento, y antes de que los terminales (3, 4) alcancen dicha posición C, establecen un circuito eléctrico auxiliar (14, 15) por el que se genera una señal eléctrica de advertencia durante una transición hacia desacoplamiento, existiendo, conectado al circuito auxiliar (14, 15), un dispositivo (7) que al recibo de dicha señal de advertencia interrumpe la alimentación eléctrica hacia dicha vía, (5, 6) de los terminales (3, 4), antes de su separación física.

Description

SISTEMA Y MÉTODO PARA EVITAR ARCOS ELÉCTRICOS EN CONECTORES QUE ALIMENTAN CARGAS DE POTENCIA Y CONECTOR

UTILIZADO

Campo de la Invención

La presente invención concierne a un sistema para evitar la formación de arcos eléctricos en los conectores intercalados en una red de distribución de energía eléctrica, en particular aplicable a una red instalada en un vehículo automóvil para alimentar cargas de potencia, tal como una red a 42V de un vehículo con dos niveles de tensión (14V y 42V, o sistema "dual voltage") con el fin de evitar que al separarse los componentes del conector fortuita o accidentalmente, o por falta de advertencia de un manipulador se genere un arco eléctrico entre puntos de contacto que produzca una destrucción o deterioro prematuro de dichos contactos, o del propio conector, una interrupción intempestiva de la alimentación a determinadas cargas de la red o una situación de incendio con daños de mayor o menor gravedad, en especial durante la desconexión de las dos piezas o soportes electroaislantes componentes de un conector portadores de los terminales electroconductores de contacto.

La invención ofrece también un especial interés para vehículos eléctricos en los que se utiliza un conjunto de baterías para proporcionar energía a un motor eléctrico destinado a propulsar el vehículo y en donde los niveles de corriente son del orden de 400 A a 400 V; para C.C., y de 40 A a 220 V para C.A., cuyos valores de corriente y tensión exigen la incorporación de una serie de medidas de seguridad para minimizar el riesgo de lesiones para los usuarios, mecánicos y técnicos de seguridad.

La invención también hace referencia a un método para evitar la formación de arcos eléctricos, así como a un conector empleado en dichos sistema y método.

Antecedentes de la Invención

Existen numerosos documentos que abordan el problema de la formación de un arco eléctrico, tanto al conectar como, especialmente, al desconectar las dos partes componentes de un conector intercalado en una red de alimentación de cargas, a un nivel de tensión susceptible de generar dichos arcos eléctricos.

En las EP-A-697751 , EP-A-673085 y US-A-6146160 se describen conectores con medios para una sujeción mecánica eficaz de los terminales de conexión, normalmente espigas y hembrillas electroconductoras, de manera que no se pueda producir una desconexión accidental de los mismos.

En las US-A-3.945.699, US-A-4.749.357 y US-A-5.676.571 , se describen unos medios asociados a las hembras receptoras de unas espigas electroconductoras, previstos para dificultar o minimizar la formación de arcos eléctricos al conectar los dos componentes de un conector.

La US-B1 -6.225.153 describe un conector de puerta de carga universal para vehículos eléctricos, en donde se prevé un mecanismo para cortar la corriente susceptible de generar un arco durante la desconexión de los terminales macho y hembra del conector antes del desacoplamiento de las dos partes componentes de dicho conector, en particular para evitar la desconexión de los conectores durante la carga de las baterías de los vehículos, cuyo mecanismo incluye un cerrojo mecánico de dichas dos partes accionado por un gatillo el cual está asociado a un interruptor acoplado a una fuente de potencia para el conjunto del conector, a través de cuyo interruptor, y al ser accionado el gatillo por un usuario, se inhabilita la circulación de corriente hacia la carga de potencia a alimentar antes de que se habilite la desconexión del terminal o terminales macho-hembra de potencia del conector.

La patente US-A-5.542.425 describe un aparato y método para evitar el deterioro de contactos en un equipamiento eléctrico en concreto en un equipo de adquisición de imágenes con un sistema de ultrasonidos en el que varias sondas se pueden enlazar al sistema de adquisición sin riesgo de que al desconectar dichas sondas pueda saltar un arco eléctrico, en cuyo sistema el conector incluye un miembro accionado mecánicamente para activar y desactivar una interfaz de conexión entre los componentes, incluyendo un sensor o detector que determina cuando el conector va a ser desconectado por parte de uno de los componentes y proporciona una señal que es utilizada por uno de los componentes para inhabilitar la alimentación de energía eléctrica hacia el conector y evitar así la formación de un arco eléctrico al separar físicamente los terminales macho-hembra del mismo. En los diferentes ejemplos que ilustran esta patente el citado miembro es un árbol giratorio sobre el que ha de actuar el usuario y el citado sensor es un sensor óptico, sensor magnético o un simple interruptor. En los dos últimos antecedentes, la desconexión de la fuente de alimentación se realiza o bien por parte del propio usuario (como en la US-B1- 6.225.153) o bien mediante la adición de un sensor asociado a un mecanismo asimismo accionado por el usuario (como en la US-A-5.542.425), precisándose actuar siempre sobre el conector con unos medios para desplazar apropiadamente sus contactos, siendo esencial para una adecuada funcionalidad el generar unos retardos por las condiciones mecánicas del accionamiento.

A diferencia de los citados antecedentes, en el sistema, método y conector de la presente invención, el propio conector incluye unos medios pasivos, tales como unos terminales adicionales asociados a un circuito auxiliar, los cuales, por su configuración o posición en el conector, constituyen unos medios de detección susceptibles de generar una señal indicativa de una situación previa a la desconexión de los terminales de potencia del conector durante la carrera de desacoplamiento del mismo. A partir de dicha señal, un dispositivo de protección por desconexión inhabilita la alimentación de energía eléctrica hacia el conector en cuestión antes de que se produzca la separación física de los terminales de potencia. El conector de la presente invención es de estructura convencional, incluyendo dos bloques electroaislantes de acoplamiento a enchufe, en general de múltiples contactos. El sistema prevé una unidad electrónica susceptible de controlar de forma individual una pluralidad de diferentes conectores intercalados en diferentes puntos de la red de distribución de corriente eléctrica hacia las cargas de potencia.

Breve exposición de la invención

El sistema según la invención, el cual está previsto para evitar la formación de arcos eléctricos en conectores que alimentan cargas de potencia, se implementa en base a unos conectores intercalados en una red de suministro y distribución de energía eléctrica. Cada conector es del tipo que comprende unos primer y segundo soportes electroaislantes de conexión, susceptibles de acoplamiento a enchufe liberable, cuyos soportes son portadores de al menos un par de terminales de potencia, si bien en general serán de múltiples contactos. Los primer y segundo soportes electroaislantes pueden adoptar una primera posición A de acoplamiento definitivo en la que dichos terminales de potencia empalman eléctricamente entre sí estableciendo una vía de paso de energía eléctrica hacia una correspondiente carga de potencia. Los primer y segundo soportes electroaislantes pueden adoptar una segunda posición C de desacoplamiento en la que los terminales de potencia están separados físicamente impidiendo el paso de energía eléctrica hacia la correspondiente carga de potencia. Tal como se ha indicado anteriormente, el nivel de tensión de dicha red es tal que al efectuarse la separación de los terminales de potencia puede generarse un arco eléctrico. Conforme a la invención, el citado conector comprende al menos un par de elementos electroconductores adicionales, en funciones de detección los cuales, al superar un umbral prefijado en una posición intermedia B correspondiente a un punto de una carrera de desacoplamiento de los soportes electroaislantes entre dicha primera posición A y dicha segunda posición C, establecen o interrumpen un circuito eléctrico auxiliar a través del cual se genera una señal eléctrica de advertencia del citado desplazamiento de los soportes hacia la situación de desacoplamiento correspondiente a la segunda posición C. Conectado a dicho circuito auxiliar se ha previsto al menos un dispositivo de protección por desconexión, tal como un relé de potencia o un transistor FET de potencia, preparado para que, al recibo de dicha señal eléctrica de advertencia, cortar de inmediato la alimentación eléctrica hacia dicha vía establecida por los terminales de potencia del conector antes de que éstos alcancen dicha segunda posición C, es decir, antes de que se produzca la separación física entre los mismos, evitando que se pueda generar un arco. En el caso de que el conector sea de múltiples contactos de potencia, un único par de elementos electroconductores adicionales sirve para generar una única señal de advertencia que desencadena el corte de corriente a todos los contactos de potencia. Conforme a una ejecución preferida del sistema conforme a la invención, el citado dispositivo de protección por desconexión, que es al menos uno, está integrado en una unidad electrónica preparada para controlar una pluralidad de conectores intercalados en diversas líneas de alimentación de cargas. La citada unidad electrónica comprende un circuito de identificación del conector o conectores en transición hacia la posición B de desacoplamiento, cuyo circuito está conectado a un microprocesador que gobierna dicho dispositivo de protección por desconexión, el cual está enlazado a la fuente de alimentación de energía eléctrica y desde el cual se establecen unos correspondientes circuitos o vías que atraviesan un conector de distribución y desde el mismo se bifurcan hacia los correspondientes conectores y sus terminales empalmados eléctricamente.

Según dicha ejecución, a través del citado conector de distribución se recibe una línea del correspondiente circuito auxiliar de cada conector, cuyas líneas se alimentan a dicho circuito de identificación del conector, el cual, en función de cual sea el conector desde el que se reciba la señal de advertencia, actúa sobre el microprocesador enviando una interrupción prioritaria que genera una correspondiente orden al dispositivo de protección por desconexión, para desconectar la alimentación hacia la vía o líneas de potencia que atraviesan el correspondiente conector.

Breve explicación de los dibujos

Para una mejor comprensión de la invención, se describirá la misma, con la ayuda de unas hojas de dibujos en las que se ilustran unos ejemplos de realización no limitativos de una posible implementación, conforme al siguiente detalle: la Fig. 1 es un esquema del sistema de la presente invención de acuerdo con su más simple realización; la Fig. 2 es un esquema del sistema de la presente invención de acuerdo con una realización más completa de la misma; la Fig. 3 es un esquema del sistema de la presente invención de acuerdo con una realización que abarca varios conectores intercalados en una serie de líneas de alimentación a cargas; las Figs. 4a, 4b y 4c son vistas esquemáticas en sección que ilustran respectivamente las posiciones A, B y C de los soportes electroaislantes del conector de la presente invención según un primer ejemplo de realización; las Figs. 5a, 5b y 5c son vistas esquemáticas en sección que ¡lustran respectivamente las posiciones A, B y C de los soportes electroaislantes del conector de la presente invención según un segundo ejemplo de realización; las Figs. 6a, 6b y 6c son vistas esquemáticas en sección que ilustran respectivamente las posiciones A, B y C de los soportes electroaislantes del conector de la presente invención según un tercer ejemplo de realización; y las Figs. 7a, 7b y 7c son vistas esquemáticas en sección que ilustran respectivamente las posiciones A, B y C de los soportes electroaislantes del conector de la presente invención según un cuarto ejemplo de realización.

Descripción detallada de los ejemplo de realización preferidos Haciendo referencia en primer lugar a la Fig. 1 , el sistema para evitar arcos eléctricos de la presente invención comprende, en su más simple expresión, una carga 10 a alimentar y una línea de alimentación 17 unidas por una vía 5, 6 de paso de energía eléctrica, un dispositivo 7 de protección de la carga 10 por desconexión de la línea de alimentación 17 y un conector 11 dispuesto en dicha vía 5, 6 entre el dispositivo 7 y la carga 10. El conector 11 es del tipo que comprende unos primer y segundo soportes electroaislantes de conexión 1 , 2, susceptibles de mutuo acoplamiento a enchufe, liberables, portadores de un par de terminales 3, 4, de potencia, conectados a respectivos tramos 5, 6 de la vía de paso de energía eléctrica desde el dispositivo 7 a la carga 10. Tal como es convencional, los soportes electroaislantes 1 , 2 del conector 11 pueden adoptar una primera posición A, de acoplamiento definitivo en la que los terminales 3, 4 están empalmados eléctricamente entre sí estableciendo la citada vía 5, 6 de paso de energía eléctrica, y una segunda posición C, de desacoplamiento total, en la que los terminales 3, 4 están separados físicamente. En esta aplicación, el nivel de tensión de la red de alimentación es suficientemente elevado como para generar un arco eléctrico en el momento de efectuarse dicha separación de los terminales 3, 4. Para evitar la formación de dicho arco eléctrico, el sistema de la invención incluye un par de elementos electroconductores 12, 13 adicionales en el conector 11 que realizan una función de detección de una posición intermedia B de los soportes electroaislantes 1 , 2 situada en un punto del desplazamiento o carrera de desacoplamiento de los mismos entre las citadas primera y segunda posiciones A y C. Es esencial que en la citada posición intermedia B los terminales de potencia 3, 4 permanezcan todavía empalmados entre sí. La mencionada detección de la posición intermedia B se efectúa por unos medios descritos más abajo con referencia a las Figs. 4a a 7c. Los citados elementos electroconductores 12, 13 adicionales están asociados a un circuito eléctrico auxiliar 14, 15 a través del cual, y al efectuarse la detección de la posición intermedia B de los soportes electroaislantes 1 , 2, se generará una señal eléctrica de advertencia en virtud de la cual el citado dispositivo 7 de protección por desconexión interrumpe de inmediato la alimentación eléctrica hacia la carga 10 a través de dicha vía, 5, 6 y, por consiguiente, de los terminales 3, 4, antes de que éstos alcancen dicha segunda posición C de separación física entre los mismos. Con ello, cuando se prosigue la carrera de desacoplamiento entre los soportes electroaislantes 1 , 2 desde la posición intermedia B ya no existe paso de corriente por los terminales 3, 4 y resulta imposible el salto de un arco eléctrico cuando se efectúa la separación física entre ambos al ser alcanzada la segunda posición C.

En el ejemplo de la Fig. 1 , el citado dispositivo 7 de protección por desconexión comprende, por ejemplo, un relé de potencia esquematizado por un interruptor 18 gobernado por una bobina 19. Uno de los terminales de detección 13 de dicha pareja de terminales 12, 13 adicionales del conector 11 está conectado a una toma de tierra 14, y la mencionada señal de detección comprende el cambio desde una situación de mínima impedancia, propia de la conexión a dicha toma de tierra 14, a una situación de máxima impedancia en el conductor 15, al cortarse dicha toma de tierra. En el esquema de la Fig. 2, la carga 10 y el conector 11 son idénticos a los arriba descritos con relación a la Fig. 1 , mientras que aquí, el dispositivo 7 de protección por desconexión está integrado en una unidad electrónica 20 o caja de distribución con la funcionalidad de al menos un microprocesador, o sea, "inteligente" que controla al conector 11. Dicha unidad 20 comprende un circuito 16 de identificación del conector 11 en la posición intermedia B, es decir, en transición hacia la segunda posición C de desacoplamiento, cuyo circuito 16 está conectado a un microprocesador 8 que gobierna dicho dispositivo de protección por desconexión 7 el cual está enlazado a la fuente de alimentación de energía eléctrica mediante la línea de alimentación 17. El dispositivo de protección por desconexión 7 puede estar constituido por un relé de potencia o un transistor FET de potencia y está conectado a través de la vía 5, 6 y terminales 3, 4 del conector 11 con la carga 10. La ventaja de esta configuración es que está preparada para la alimentación y control de varias cargas individualmente.

En el esquema de la Fig. 3 se muestra el sistema de la presente invención según un ejemplo de realización más complejo en el que existen una pluralidad de cargas a alimentar, las cuales en la Fig. 3 están representadas por sólo dos cargas 10a, 10b para mayor simplicidad del dibujo. En una posición próxima a cada carga 10a, 10b se encuentra un correspondiente conector 11a, 11 b provisto de su par de terminales de potencia 3, 4 y de su pareja de terminales 12, 13 adicionales, uno de los cuales está conectado a la correspondiente toma de tierra 14. Entre estos conectores 11a y 11 b y la unidad electrónica 20 se encuentran otros conectores 11c, 11d, cada uno de los cuales comprende dos pares de terminales 3, 4 y una pareja de terminales 12, 13 adicionales de conexión a toma de tierra 14. A la entrada de la unidad electrónica 20 está dispuesto un conector de distribución 11e provisto, en este ejemplo, de seis pares de terminales 3, 4 y una pareja de terminales 12, 13 adicionales de conexión a toma de tierra 14. A través de este conector de distribución 11e se establecen, por un lado, las vías de alimentación 5, 6 desde el dispositivo de protección por desconexión 7 hacia las correspondientes cargas 10a y 10b y, por otro lado, las conexiones de las múltiples tomas de tierra 14 al circuito 16 de identificación. Obsérvese que el número de terminales 3, 4 en los conectores 11a, ..., 11e aumenta cuanto más próximo está el conector a la unidad electrónica 20. Por otro lado, el conector, cuanto más próximo esté al conector de distribución 11e, será jerárquicamente prioritario respecto a los otros conectores sucesivos de la misma línea en la que está intercalado. Con la configuración mostrada en la Fig. 3, el circuito 16 de identificación es capaz de identificar el conector o conectores 11a, ..., 11e que se encuentra en la citada posición intermedia B, es decir, en transición hacia una posición C de desacoplamiento, en virtud de la señal que recibe del circuito o circuitos conectados a las respectivas tomas de tierra y, en función de cual sea el conector 11a 11e desde el que se reciba la señal de advertencia, actúa sobre el microprocesador 8 enviando una interrupción prioritaria que genera desde este microprocesador 8 una correspondiente orden al dispositivo de protección por desconexión 7, el cual corta la alimentación hacia la carga o cargas 10a, 10b correspondientes, a través de la vía o vías de potencia 5, 6 y terminales 3, 4 del conector o conectores 11a, ..., 11e implicados.

Se observará que en esta disposición algunos de los conectores 11a, ..., 11e son de contactos múltiples, aparte de los contactos adicionales de detección, que se establecen a través de una serie de pares de terminales. Sin embargo, en los conectores 11c y 11d, sólo un par de terminales 3, 4 son de potencia mientras que el otro par de terminales sirve para conectar líneas de detección de otros conectores, mientras que el conector de distribución 11e está conectado a dos vías 5, 6 de alimentación de cargas de potencia 10a, 10b a través de otros tantos pares de terminales de potencia 3, 4, incluyendo una única pareja de terminales 12, 13 adicionales de detección que protegen a todos los terminales de potencia 3, 4 de dicho conector de distribución 11e de la formación de arcos eléctricos en colaboración con la unidad electrónica 20. Los otros pares de terminales en el conector de distribución 11e sirven sólo para la conexión de las línea acopladas a tomas de tierra 14 en otros conectores del sistema. Por consiguiente, es posible aportar conectores de acuerdo con la presente invención provistos de múltiples contactos de potencia y en general con un único contacto de detección.

Las diferentes posiciones A, B y C que pueden adoptar los soportes del terminal y la manera cómo la pareja de terminales 12, 13 adicionales detecta la posición intermedia B se describen a continuación con referencia a las Figs. 4a a 7c.

En las Fig. 4a a 6c se muestran unos primer, segundo y tercer ejemplos de realización del conector 11 de la presente invención. En todos ellos, el conector 11 comprende siempre dos soportes 1 , 2 de un material electro aislante, los cuales son portadores, en el ejemplo ilustrado, de dos pares de terminales de potencia 3, 4 conectados a respectivos tramos 5, 6 de la vía de alimentación de potencia y de un par de terminales 12, 13 adicionales conectados respectivamente a la línea de detección 15 y a la toma de tierra 14. Cada uno de los terminales está compuesto por una espiga macho 3, 12 y por una base hembra 4, 13, susceptibles de acoplar entre sí. Los miembros de las parejas de terminales 3, 4 y 12, 13 están dispuestos en los respectivos soportes 1 , 2 mutuamente encarados de tal modo que al acoplar dichos soportes 1 , 2 todos los miembros de las parejas de terminales quedan conectados entre sí.

Los primer y segundo soportes electroaislantes 1 , 2 del conector 11 comprenden unos medios mecánicos de cierre de su mutuo acoplamiento consistentes en unas protuberancias 21 formadas en unos brazos elásticos 22 solidarios del primer soporte 1 y de unas primeras y segundas muescas 23a, 23b incorporadas en el segundo soporte 2. Al acoplar los primer y segundo soportes entre sí, las protuberancias 21 , en virtud de la fuerza elástica de los brazos 22, se anidan primero en las primeras muescas 23a, reteniendo momentáneamente los soportes 1 , 2 en esta posición, y a continuación en las segundas muescas 23b. De forma análoga, el desacoplamiento se efectúa en dos etapas: una primera etapa en la que se produce un desplazamiento hasta que las protuberancias 21 se anidan en las segundas muescas 23b, y una segunda etapa hasta la completa separación de los soportes 1 , 2.

En el primer ejemplo de realización ¡lustrado en las Figs. 4a a 4c, las espigas macho 3, 12 correspondientes respectivamente a los terminales de potencia y de detección tienen una misma longitud mientras que la base hembra 13 del terminal de detección es más corta que las bases hembra de los terminales de potencia.

En una primera posición A de acoplamiento definitivo, mostrada en la Fig. 4a, las protuberancias 21 están alojadas en las segundas muescas 23b y tanto los terminales de potencia 3, 4 como los terminales de detección 12, 13 están acoplados.

En una posición intermedia B, mostrada en la Fig. 4b, las protuberancias 21 están alojadas en las primeras muescas 23a y los terminales de potencia 3, 4 permanecen acoplados mientras que los terminales de detección 12, 13 se han desconectado, es decir, han perdido contacto entre sí. En esta posición intermedia B el circuito auxiliar 14, 15 está abierto y se genera una señal de detección tal como se ha descrito más arriba con referencia a las Figs. 1 a 3, en virtud de cuya señal el sistema corta la corriente de potencia del circuito 5, 6. Por consiguiente, en la posición intermedia B, aunque los terminales de potencia 3, 4 están todavía mutuamente conectados, a través de los mismos no pasa corriente y no están bajo tensión.

En una segunda posición C, mostrada en la Fig. 4c, los soportes 1 , 2 del conector 11 pierden contacto entre sí y los terminales de potencia 3, 4 se desconectan sin riesgo de generar un arco eléctrico debido a la ausencia de tensión en los mismos.

En el segundo ejemplo de realización ilustrado en las Figs. 5a a 5c, las espigas macho 3, 12 correspondientes respectivamente a los terminales de potencia y de detección tienen una misma longitud al igual que sus respectivas bases hembras 4, 13, aunque la base hembra 13 del terminal de detección está más retirada que las bases hembra de los terminales de potencia. Aquí, el material del segundo soporte electro aislante 2 también está retirado de la zona de la embocadura de la base hembra 13, dejando una cavidad o un rebaje en escalón, cuando los soportes 1 , 2 están acoplados (Fig. 5a).

Las posiciones A, B y C de este segundo ejemplo de realización, mostradas respectivamente en las Figs. 5a, 5b y 5c, son análogas que las posiciones A, B y C del primer ejemplo de realización ilustrado en las Figs. 4a, 4b y 4c, y producen los mismos efectos, por lo que su descripción se ha omitido. En el tercer ejemplo de realización ilustrado en las Figs. 6a a 6c, la espiga macho 12 correspondiente a los terminales de detección es más corta que las espigas macho 3 de los terminales de potencia, mientras que sus respectivas bases hembras 4, 13 tienen todas una misma longitud.

Las posiciones A, B y C de este tercer ejemplo de realización, mostradas respectivamente en las Figs. 6a, 6b y 6c, son análogas que las posiciones A, B y C del primer ejemplo de realización ilustrado en las Figs. 4a, 4b y 4c, y producen los mismos efectos por lo que su descripción se ha omitido. En las Figs. 7a a 7c se muestra un cuarto ejemplo de realización en el que los terminales de potencia adoptan la forma de dos parejas de espiga macho 3 y base hembra 4 mientras que los terminales de detección incluyen una pieza electroconductora 30 fijada al primer soporte electro-aislante 1 del conector 11 y dos láminas conductoras 32a, 32b, distanciadas, fijadas al segundo soporte 2 del conector 11 , en una posición tal que dicha pieza electro conductora 30 durante el acoplamiento o desacoplamiento de los primer y segundo soportes 1 , 2. se superpone y puentea dichas láminas 32a, 32b. Por el interior del segundo soporte 2 están dispuestos dos ramales 31a, 31b del circuito eléctrico de detección conectado con la toma de tierra 14 y la vía de conexión 15 con la unidad electrónica 20. En este cuarto ejemplo de realización, el segundo soporte 2 incorpora un único brazo elástico 22 con una protuberancia 21 y el primer soporte 1 incorpora dichas primera y segunda muescas 23a y 23b en el lado correspondiente. En una primera posición A, mostrada en la Fig. 7a, los primer y segundo soportes electroaislantes 1 , 2 están acoplados, la protuberancia 21 está alojada en la segunda muesca 23b y los terminales de potencia 3, 4 están completamente conectados. Por su parte, la pieza electroconductora 30, la cual adopta la forma de una protuberancia elástica, está alojada en una muesca 33 formada en el segundo soporte 2 del conector 11 , a una distancia adecuada de las dos láminas conductoras 32a, 32b las cuales forman entre sí otra muesca o depresión. Por consiguiente, el circuito eléctrico de detección formado por los dos ramales 31a, 31 b está abierto y no circula corriente entre la toma de tierra 14 y la vía de conexión 15. En una posición intermedia B, mostrada en la Fig. 7b, la protuberancia 21 se dispone alojada en la primera muesca 23a y los terminales de potencia 3, 4 permanecen acoplados. Por el contrario, la pieza electroconductora 30 está alojada en la muesca o rebajo formado entre las dos láminas conductoras 32a, 32b estableciendo un contacto de puente entre ellas de manera que el circuito eléctrico de detección formado por los dos ramales 31a, 31 b está cerrado y circula corriente desde la toma de tierra 14 hacia la unidad electrónica 20 a través de la vía de conexión 15. Esto genera una señal de detección al cambiar desde una situación de máxima impedancia en el conductor 15 a una situación de mínima impedancia, propia de la conexión a dicha toma de tierra 14, a la inversa de como se ha descrito más arriba con referencia a la Fig. 1. En virtud de dicha señal el sistema corta la corriente de potencia del circuito 5, 6. Por consiguiente, en la posición intermedia B, aunque los terminales de potencia 3, 4 están mutuamente conectados, a través de los mismos no pasa corriente y no están bajo tensión.

En una segunda posición C, mostrada en la Fig. 7c, los soportes 1 , 2 del conector 11 pierden contacto entre sí y los terminales de potencia 3, 4 se desconectan sin riesgo de generar un arco eléctrico debido a que por los mismos no pasa corriente. La pieza electroconductora 30 deja de establecer contacto entre las dos láminas conductoras 32a, 32b de manera que el circuito eléctrico de detección formado por los dos ramales 31a, 31b vueve a quedar abierto.

Se observará que en todos los ejemplos de realización descritos, además de los terminales de potencia 3, 4 están incluidos unos contactos de detección 12, 13 y 30, 31a, 31 b asociados a un circuito auxiliar. La acción de desacoplar los primer y segundo soportes electroaislantes 1 , 2 del conector 11 se realiza preferentemente en dos fases, con la ayuda de las configuraciones en muesca citadas. En una primera fase se produce un desplazamiento entre los primer y segundo soportes 1 , 2 hasta superar un umbral en la carrera de desacoplamiento que genera una desconexión o conexión, momentánea o permanentemente, de los contactos de detección 12, 13; 30, 31a, 31 b sin que se produzca desconexión de los terminales de potencia 3, 4. La citada desconexión o conexión, momentánea o permanente, de los contactos de detección 12, 13; 30, 31a, 31b genera una señal que es usada por la unidad de control para cortar la corriente a los terminales de potencia 3, 4. En una segunda etapa del desacoplamiento se produce la desconexión definitiva de la pareja de terminales de potencia 3, 4 sin riesgo de que se genere un arco eléctrico, puesto que por los mismos ya no pasa corriente. Las características esenciales de la invención se detallan en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Sistema para evitar arcos eléctricos en conectores que alimentan cargas de potencia, cuyos conectores (11), intercalados en una red de suministro y distribución de energía eléctrica, son del tipo que comprenden un primer y un segundo soportes electroaislantes de conexión (1 , 2) de acoplamiento a enchufe, liberables, portadores de al menos un par de terminales (3, 4), que en una primera posición A, definitiva de acoplamiento, empalman eléctricamente entre sí estableciendo una vía (5, 6) de paso de energía eléctrica hacia una correspondiente carga de potencia (10), y cuyos terminales (3, 4) en una segunda posición C de desacoplamiento de los soportes electroaislantes de conexión (1 , 2), se separan físicamente, siendo el nivel de tensión de dicha red tal que dicha separación puede generar un arco eléctrico caracterizado porque cada uno de dichos conectores (11) comprende al menos un par de elementos electroconductores (12, 13) adicionales, en funciones de detección, que en dicha primera posición A, o en una posición intermedia B de una carrera de desacoplamiento entre los soportes electroaislantes de conexión (1, 2) y antes de que los citados terminales (3, 4) alcancen dicha segunda posición C, establecen un circuito eléctrico auxiliar (14, 15) a través del cual es susceptible de generarse una señal eléctrica de advertencia en correspondencia con un desplazamiento de los soportes (1 , 2) hacia una situación de desacoplamiento y al superar un umbral prefijado en la carrera de desacoplamiento, y porque conectado a dicho circuito auxiliar (14, 15) se ha previsto al menos un dispositivo (7) de protección por desconexión, preparado para que al recibo de dicha señal eléctrica de advertencia interrumpa de inmediato la alimentación eléctrica hacia dicha vía, (5, 6) establecida por dichos dos terminales (3, 4), antes de que éstos alcancen dicha segunda posición C de separación física entre los mismos.

2.- Sistema, según la anterior reivindicación, caracterizado porque dichos conectores (11 ) son conectores multi-contacto, que establecen a través de una serie de pares de terminales de potencia (3, 4) una pluralidad de vías (5, 6) de alimentación de unas respectivas cargas de potencia (10a, 10b,..) y porque cada conector (11) integra dos terminales o piezas de contacto electro-conductores / as (13, 14) de detección, susceptibles de establecer dicho circuito auxiliar (14, 15) en dicha primera posición A, o en una posición intermedia B de una carrera de desacoplamiento entre los soportes electroaislantes de conexión (1 , 2) y antes de que los citados terminales (3, 4) alcancen dicha segunda posición C.

3.- Sistema, según la reivindicación 2, caracterizado porque cada uno de los conectores (11) comprende varias parejas de terminales de potencia (3, 4) y una pareja de terminales (12, 13) adicionales para definir dicho circuito auxiliar, todos cuyos terminales son parejas de clavija macho y base hembra dispuestas en los primer y segundo soportes electroaislantes de conexión (1 , 2) en posiciones respectivamente enfrentadas, donde todas las clavijas macho son de igual longitud y/o están dispuestas al mismo nivel mientras que la base hembra de la pareja de terminales de detección (12, 13) es más corta o está más retirada que la base hembra de la pareja de terminales de potencia (3, 4).

4.- Sistema, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque cada uno de los conectores (11) comprende varias parejas de terminales de potencia (3, 4) y una pareja de terminales (12, 13) para definir dicho circuito auxiliar, cuyos terminales son parejas de clavija macho y base hembra dispuestas en los primer y segundo soportes (1 , 2) en posiciones respectivamente enfrentadas, donde todas las bases hembra son de igual longitud y/o están dispuestas al mismo nivel mientras que la clavija macho de la pareja de terminales de detección (12, 13) es más corta o está más retirada que la clavija macho de la pareja de terminales de potencia (3, 4).

5.- Sistema, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque cada uno de los conectores (11) comprende varias parejas de terminales de potencia (3, 4) y una pareja de terminales (12, 13) para definir dicho circuito auxiliar, cuyos terminales son parejas de clavija macho y base hembra dispuestas en los primer y segundo soportes (1 , 2) en posiciones respectivamente enfrentadas, presentando uno de los soportes (1) o cuerpo macho un rebaje en escalón en correspondencia con la posición de la clavija (12) o (13), de manera que la misma queda más retirada, en relación con el resto de los terminales del conector (11).

6.- Sistema, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque cada uno de los conectores comprende varias parejas de terminales de potencia (3, 4) y un primero de los soportes electroaislantes de conexión (1), o cuerpo macho, es portador en su pared lateral de una pieza electroconductora (30), mientras que en el seno del segundo soporte de conexión (2) o cuerpo hembra se establecen dos ramales de un circuito eléctrico (31a, 31b), que terminan en dos láminas conductoras (32a, 32b) distanciadas, que se abren en una cavidad de la pared lateral del soporte (2), de manera que en la carrera de desacoplamiento, la pieza (30) se dispone sobre dicha cavidad uniendo dichas láminas (32a, 32b) cerrando el circuito establecido por los ramales (31a, 31b) y a su través se genera el envío de la señal de advertencia, hacia el dispositivo de desconexión (7) de alimentación a las vías conductoras que establecen dichos terminales de potencia (3, 4), antes de alcanzarse su separación física.

7.- Sistema, según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho dispositivo de protección por desconexión (7) que es al menos uno, está integrado en una unidad electrónica (20) o caja de distribución que controla una pluralidad de conectores (11b, 11c, 11d, 11e) y cuya unidad (20) comprende un circuito (16) de identificación del conector o conectores (11) en transición hacia una posición B de desacoplamiento, cuyo circuito (16) está conectado a un microprocesador (8) que gobierna dicho dispositivo de protección por desconexión (7) enlazado a la fuente de alimentación de energía eléctrica y desde el cual se establecen unos correspondientes circuitos o vías que atraviesan un conector de distribución (11e) y desde el mismo se bifurcan hacia los correspondientes conectores (11) y sus terminales (3, 4) empalmados eléctricamente.

8.- Sistema, según la reivindicación 7, caracterizado porque a través del citado conector de distribución (11e) se recibe una línea del correspondiente circuito auxiliar (14, 15) de cada conector (11), cuyas líneas se alimentan a dicho circuito (16) de identificación del conector, el cual en función de cual sea el conector (11) desde el que se reciba la señal de advertencia, actúa sobre el microprocesador (8) enviando una interrupción prioritaria que genera una correspondiente orden al dispositivo de protección por desconexión (7), para desconectar la alimentación hacia la vía o líneas de potencia que atraviesan el correspondiente conector (11 ).

9.- Sistema, según la reivindicación 8, caracterizado porque entre cada carga (10a, 10b) y la unidad electrónica (20) se intercalan uno o más conectores (11b-11e), incluyendo cada uno de dichos conectores (11b-11e) una de dichas parejas de terminales de detección (12, 13), con lo que el número de terminales presentes en cada conector (11b-11e) se incrementa cuanto más próximo esté el conector a la central electrónica (20).

10.- Sistema, según la reivindicación 8, caracterizado porque un primero de los terminales de detección (13) de dicha pareja de terminales (12, 13) de cada conector (11) está alimentado a una tensión no susceptible de generar un arco eléctrico y el segundo de los terminales de detección (12) está conectado por un conductor (15) a dicho circuito de identificación de desconexión (16), cada uno de cuyos miembros de dicha pareja de terminales de detección (12, 13) está dotado de una configuración tal que efectúan una interrupción en la conexión o una desconexión permanentemente entre dicha tensión no susceptible de generar un arco eléctrico y el circuito de identificación de desconexión (16) antes de que se produzca la desconexión de la pareja de terminales de potencia (3, 4).

11.- Sistema, según la reivindicación 10, caracterizado porque uno de los terminales de detección (13) de dicha pareja de terminales (12, 13) de cada conector (11) está conectado a una toma de tierra (14), siendo informado dicho circuito de identificación de desconexión (16) de la citada interrupción en la conexión o desconexión permanentemente de la pareja de terminales de detección (12, 13) por el cambio desde una situación de mínima ¡mpedancia, propia de la conexión a dicha toma de tierra (14), a una situación de máxima impedancia en el conductor (15).

12.- Sistema, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque dichos primer y segundo soportes electroaislantes de conexión (1 , 2) de cada conector (11) comprenden unos medios mecánicos de cierre de su mutuo acoplamiento en virtud de los cuales su desacoplamiento se efectúa en dos etapas: una primera etapa en la que se produce un desplazamiento hasta superar un umbral en la carrera de desacoplamiento que genera una desconexión o conexión permanentemente de la pareja de elementos electroconductores de detección (12, 13) y una segunda etapa en la que se produce la desconexión de la pareja de terminales de potencia (3, 4) de su alimentación.

13.- Sistema, de acuerdo con la reivindicación 1 , ó 7 caracterizado porque dicho dispositivo de protección por desconexión (7) está constituido por un relé de potencia.

14.- Sistema, de acuerdo con la reivindicación 1 ó 7 caracterizado porque dicho dispositivo de protección por desconexión (7) está constituido por un transistor FET de potencia.

15.- Método para evitar la formación de arcos eléctricos en conectores que alimentan cargas de potencia, cuyos conectores (11), intercalados en una red de suministro y distribución de energía eléctrica, son del tipo que comprenden un primer y un segundo soportes electroaislantes de conexión (1 , 2) de acoplamiento a enchufe, liberables, portadores de al menos un par de terminales (3, 4) que en una primera posición A, definitiva de acoplamiento, empalman eléctricamente entre sí estableciendo una vía (5, 6) de paso de energía eléctrica hacia una correspondiente carga de potencia (10), y cuyos terminales (3, 4) en una segunda posición C, de desacoplamiento de los soportes electroaislantes de conexión (1 , 2), se separan físicamente, siendo la tensión de dicha red tal que dicha separación puede generar un arco eléctrico, caracterizado porque comprende la provisión en cada uno de dichos conectores (11) de al menos un par de elementos electroconductores (12, 13) en funciones de detección, que en dicha primera posición A, o en una posición intermedia B de una carrera de desacoplamiento entre los soportes electroaislantes de conexión (1 , 2) y antes de que los citados terminales (3, 4) alcancen dicha segunda posición C, establecen un circuito eléctrico auxiliar (14, 15) y porque a través de dicho circuito auxiliar y dependiendo de una alteración en las condiciones del mismo, tal como una situación de conexión o desconexión, se genera una señal eléctrica de advertencia en correspondencia con un desplazamiento de los soportes (1 , 2) hacia dicha posición C, liberados, y al superar un umbral prefijado en la carrera de desacoplamiento, cuya señal se envía a al menos un dispositivo de protección por desconexión (7) que al recibo de dicha señal eléctrica de advertencia interrumpe de inmediato la alimentación eléctrica hacia dicha vía, (5, 6) establecida por dichos dos terminales (3, 4), antes de que éstos alcancen dicha segunda posición C de separación física.

16.- Método, según la reivindicación 15, caracterizado porque en la red de distribución existe una pluralidad de conectores (11) que alimentan diferentes cargas de potencia, y porque dicha señal eléctrica de advertencia, generada a partir de dicho circuito auxiliar (14, 15) se envía a un circuito (16) de identificación del conector (11) afectado por una transición hacia desacoplamiento, y porque desde dicho circuito (16) se genera una interrupción prioritaria a un microprocesador (8) el cual actúa sobre un dispositivo de protección por desconexión (7) que corta selectivamente la alimentación eléctrica hacia dicho conector (11) en cuestión.

17.- Conector para alimentar una carga de potencia, previsto para su intercalación en una línea de alimentación de dicha carga, del tipo que está constituido por un primer y un segundo soportes electroaislantes de conexión (1 , 2) de acoplamiento a enchufe, liberables, portadores de al menos un par de terminales (3, 4), que en una primera posición A, definitiva de acoplamiento, empalman eléctricamente entre sí estableciendo una vía (5, 6) de paso de energía eléctrica hacia una correspondiente carga de potencia (10), y cuyos terminales (3, 4) en una segunda posición C de desacoplamiento de los soportes electroaislantes de conexión (1 , 2), se separan físicamente, siendo el nivel de tensión de dicha red tal que dicha separación puede generar un arco eléctrico caracterizado porque dicho conector (11) comprende al menos un par de elementos electroconductores (12, 13) adicionales, en funciones de detección, que en dicha primera posición A, o en una posición intermedia B de una carrera de desacoplamiento entre los soportes electroaislantes de conexión (1 , 2) y antes de que los citados terminales (3, 4) alcancen dicha segunda posición C, establecen un circuito eléctrico auxiliar (14, 15) a través del cual es susceptible de generarse una señal eléctrica de advertencia en correspondencia con un desplazamiento de los soportes (1 , 2) hacia una situación de desacoplamiento y al superar un umbral prefijado en la carrera de desacoplamiento.