WO2021165561A1 - Dispositivo de seguridad y base tripolar - Google Patents

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WO2021165561A1
WO2021165561A1 PCT/ES2021/070119 ES2021070119W WO2021165561A1 WO 2021165561 A1 WO2021165561 A1 WO 2021165561A1 ES 2021070119 W ES2021070119 W ES 2021070119W WO 2021165561 A1 WO2021165561 A1 WO 2021165561A1
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lever
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switch element
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PCT/ES2021/070119
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Pablo Paunero Quijada
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Pablo Paunero Quijada
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Publication date
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    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements

Definitions

  • the invention is situated in the field of electrical installations, in particular in the field of electrical distribution boards that include tripolar gun holders.
  • the invention refers to an electrical safety device configured to be installed in a tripolar rifle holder base, comprising two terminals between which an electrical branch is defined, said branch being provided with a fuse configured to interrupt the flow of current. power in said branch in case of merger.
  • the invention also relates to a corresponding tripolar rifle holder base.
  • circuit breakers are not particularly adapted to the voltage and current conditions present in the distribution centers of low-voltage installations.
  • the level of safety offered by such circuit breakers may be less than that offered by fuses.
  • an electrical safety device is convenient that allows a high level of safety and that, at the same time, reduces maintenance costs and provides flexibility in the selection of line cut criteria.
  • the purpose of the invention is to provide an electrical safety device of the type indicated at the beginning, which makes it possible to solve the problems set out above.
  • switch element provided on said branch and connected in series with said fuse, said switch element presenting a closed state in which it allows the passage of electric current, and an open state in which it prevents the passage of electric current;
  • a manual actuator configured to cause the passage of said switch element from said closed state to said open state and vice versa
  • - measuring means configured to measure at least one operating parameter of said safety device
  • a control module configured to carry out a disarming in the event that said at least one operating parameter meets a predetermined condition, in which said disarming comprises acting on said switch element to cause the passage of said switch element from said closed state to said open state.
  • the switch element and the fuse are connected in series.
  • the switch element acts as the first cut-off line, while the fuse provides added security: even in the event of a switch failure, if the current is excessive, the fuse will perform its function and cut the line.
  • the disarming of the switch element is controlled by the control module, which allows the same device to be used for different predetermined conditions, for example, different current thresholds, temperature, etc. Said predetermined condition is based on an operating parameter measured in the device itself by the measuring means. Consequently, in normal operation, the line is cut by means of the switch element, depending on a predetermined condition that can be adapted to each installation, thus providing flexibility to the device. Since there is no blown fuse in this normal operation, it is not necessary to replace it in the event of a cut, thus minimizing maintenance costs. Nor is it necessary for an operator to remove the fuse to cut the line, since the manual actuator allows this operation by acting on the switch element.
  • the fuse provided in the device will blow.
  • the safety level of the device is equivalent to that of fuses used in the art, but with the incorporation of the technical advantages described above during normal operation.
  • said control module is additionally configured to carry out a reset, which comprises acting on said switch element to cause said switch element to pass from said open state to said closed state, which allows the device to be able to be rearmed. without the need for an operator to physically move to the place of use of the device to carry out the actuated reset of said manual actuator.
  • said control module is further configured to initiate said reset when a predetermined reset time has elapsed since said disarm. This allows an automatic reset after a predetermined time has elapsed, which gives the device autonomy, allowing it to re-arm itself autonomously and allow current to pass through the line without the need for intervention by any operator. This type of functionality is particularly advantageous in situations such as current spikes, for example, by a lightning strike.
  • said control module is additionally configured to carry out at least one retry in the event that immediately after said reset a disarming occurs, thus increasing the autonomy of the device with respect to re-arming.
  • the total number of retries is limited to a predetermined value of retries, so that no retries are performed if the conditions that trigger the line break persist for a long time, which generally implies that this is not a problem. punctual.
  • said operating parameters comprise a measurement of electric current in said branch
  • said predetermined condition comprises at least one of the conditions where:
  • the first condition is met when a current threshold value is exceeded, while the second condition requires a threshold current to be exceeded during a time window.
  • the two threshold currents can be different. In this way, the device can be disarmed in the event of specific current peaks and / or when there is a prolonged rise in current.
  • said threshold time is a function of said threshold current, so that the higher the threshold current, the lower the threshold time.
  • said measurement means comprise a first annular current transformer, arranged around an electrical conductor of said branch.
  • This makes it possible to measure the current flowing through the branch through the induced current in said annular transformer.
  • the measurement does not need any branch circuit of the branch itself, nor to place other elements in series. What's more, the current in the measurement circuit is isolated from that flowing through the branch, which improves safety and, in particular, minimizes the risk that an overcurrent may cause damage to the measurement means.
  • said device also comprises a second annular current transformer, configured to electrically supply said control module, so that no external power supply is necessary for the device. Furthermore, similarly to the case of the measurement through the first annular transformer, the power circuit that starts from the second annular transformer to supply the device is electrically isolated from the main branch, thus increasing the safety and robustness of the device.
  • said operating parameters further comprise at least one of:
  • control module also comprises remote connection means, configured for at least one of:
  • said commands comprise at least one of:
  • the configuration command allows the security device to modify its operation. For example, modifying the threshold current or time, or said predetermined condition.
  • the disarmament order allows the device to be disconnected remotely in case of need, for example, when technical actions must be carried out in an area that requires the absence of electrical current for safety reasons.
  • the reset order allows the device to be recovered remotely, for example, after completing the technical actions mentioned above.
  • the command is sent remotely, which facilitates the centralization of the management of several devices, for example, in different geographical areas.
  • This centralization has the additional advantage that, with a minimized human team in terms of number of personnel, a plurality of locations can be managed.
  • this dedicated team can receive specialized training that would be very difficult to give to the entire team of operators who generally work on the fuse base kits.
  • said configuration command comprises at least one of:
  • said configuration commands also allow remote and preferably centralized modification of parameters such as those set out here.
  • said switch element comprises a vacuum switch, of the type comprising:
  • a second mobile terminal connected to a second mobile rod, which communicates with the interior of said bottle and is connected to the other of said electrical contacts; wherein said second terminal is movable in a direction perpendicular to said bottle between a proximal position, in which said electrical contacts are in contact and said vacuum switch is in said closed state, and a distal position, in which said electrical contacts are separated and said vacuum switch is in said open state.
  • Vacuum switches sometimes called vacuum bottles, are items that have been used frequently in medium or high voltage applications. However, its use in low voltage applications with high current intensities, such as three-pole fuse bases, is unknown.
  • an object of the invention is the use of vacuum interrupters as a switching element for electrical safety devices configured for installation in three-pole bases.
  • This type of switch has the advantage that the movement distance that its elements must perform to open and close the current flow is very short compared to other types of switches such as bimetal-based circuit breakers. The reason is the high electrical rigidity of the vacuum inside the bottle, which minimizes the appearance of arcs. This short distance allows that the resulting safety device also does not require large mechanical movements, and that the operating time of the vacuum interrupters is very fast compared to other known alternatives.
  • Other additional advantages of vacuum interrupters compared to other known circuit breakers for low voltage environments is that they present a lower weight and cost, require less maintenance and have a longer useful life.
  • said device further comprises a controllable actuator, configured to move said second terminal from said proximal position to said distal position or vice versa; wherein said control module is configured to act on said switch element by means of said controllable actuator.
  • the vacuum interrupter requires a mechanical action on its second mobile terminal to move it to the open or closed position. The use of a controllable actuator allows this mechanical action to be carried out while the control electronics of the control module are responsible for determining when such action is necessary.
  • said controllable actuator comprises:
  • a rocking lever configured to pivot around a pivot axis between a first pivoting position and a second pivoting position, said lever presenting a first portion on a first side of the axis and a second portion on a second side of the axis, opposite said first side;
  • - clamping means arranged in said first section, and configured to clamp said lever to said second mobile terminal, such that, in said first tilting position, said second terminal is in said proximal position, and in said second position tilting, said second terminal is in said distal position;
  • - locking means configured to lock said second terminal in said proximal position when said lever is in said first tilting position.
  • the lever swings about an axis, and the actuating means moves said lever from one of the sides of the axis.
  • first leg and second leg are equivalently interchangeable.
  • first side and second side are equivalently interchangeable.
  • the clamping means holds the second movable terminal, allowing the displacement applied from the actuating means to correspond to a displacement of the second terminal from its proximal position to its distal position, or vice versa. In this way, it becomes possible to switch the vacuum switch from the closed state to the open state, or vice versa.
  • the second terminal In the first tilt position, the second terminal is in the proximal position and the vacuum switch is in the closed state, while in the second tilt position, the second terminal is in the distal position and the vacuum switch is in the distal position. state opened.
  • the arrangement by means of the tilting lever also makes it possible to arrange the actuation means in parallel to the bottle, which gives flexibility to the design of the device, in particular, so that it can be used in tripolar rifle holders.
  • the function of the locking means is to prevent the vacuum switch from opening unexpectedly, by locking the terminal in its proximal position. Indeed, in cases such as, for example, when a specific current peak occurs, a force can be induced that tends to separate the electrical contacts inside the vacuum interrupter bottle.
  • the blocking means solve these problems since they prevent the distance of the electrical connectors, by preventing the displacement of the second terminal.
  • said actuating means comprise at least one electromagnet.
  • Each electromagnet is controlled by the control means to print a movement on one side of the lever.
  • This solution does not need supplementary moving parts such as gears, motors, etc. so reliability and life time are high.
  • two electromagnets are arranged separated by an access space, which facilitates the assembly of the device.
  • the first terminal of the vacuum interrupter can be connected to one of the bars of a tripolar rifle holder base provided at the bottom of said base, which would make it difficult to mount the device on said base in the absence of said access space.
  • the lever is a flat piece with a C-shaped side in which each end is actuated by one of said electromagnets and the interior space leaves said access space free.
  • each of said at least one electromagnet is additionally provided with a permanent magnet, configured to maintain the position of said rocker lever in case of loss of electrical supply in said electromagnet.
  • the electromagnet only needs to be actuated when it is necessary to move the lever to one or another tilting position. This reduces the electrical consumption of the device and lengthens its useful life.
  • said manual actuator comprises: - an actuator stem, arranged in a direction parallel to said second mobile terminal of said vacuum switch and movable in said parallel direction, presenting a distal end to said vacuum switch and an end proximal to said vacuum switch;
  • said manual actuator benefits from the arrangement of controllable actuator elements: both are interconnected and the actuation of one affects the other, or vice versa. The effect is that, both by manual actuation and controlled by the control means, it is possible to open and close the switch.
  • said manual actuator also comprises a safety device configured to prevent a movement of said manual actuator that involves a movement of said lever from said second tilting position to said first tilting position.
  • said fastening means comprise:
  • the central through hole is configured with sufficient clearance to allow the second terminal to pass through in both the first tilt position and the second tilt position.
  • the central through hole has an oval shape with a minor axis parallel to the tilt axis and a major axis perpendicular to it.
  • a similar consideration applies to the side holes and the pin.
  • said blocking means comprise:
  • a mobile part comprising a body provided with a latch on a first side of the body, said mobile part arranged movable along a straight line that is perpendicular to said second terminal and said pivot axis, between a locking position and a release position, or vice versa;
  • said locking means configured in such a way that, in said first tilting position, when said moving part is in said locking position, said latch is inserted into said locking hole, and said spring is in a working position ; and such that, in said release position, said latch is removed from said locking hole and said spring is in a rest position;
  • said body further comprises an upper thrust part, which has a ramp shape that ascends in the direction of said second terminal, and wherein said rocker lever is provided with a lower thrust part, which has a ramp shape complementary to said upper thrust part, configured so that, in said second tilt position, said lower thrust part is withdrawn from said upper thrust part and when said lever passes from said second tilt position to said first tilt position , said lower thrust part pushes said upper thrust part, producing a drag of said movable part to said locking position.
  • the latch in the released position, the latch is outside the locking hole and the spring is in its rest position.
  • the spring in the locked position, the spring is in a working position.
  • the working position of the spring is understood to be that in which said spring is subjected to a force that elastically deforms said spring.
  • the working position corresponds to an elongated position
  • the working position corresponds to a compressed position.
  • said moving part further comprises:
  • a spring rod having a first end attached to said body on said second side of the body, and a second end opposite said first end;
  • the spring works by compression: it is compressed in the working position and expands to its rest position when the moving part moves from the locking position to the release position. Compression work is advantageous in relation to durability Furthermore, the movement of the spring is stable since the spring is traversed by a rod-shaped core.
  • the guide stops facilitate that the movement of the moving part is rectilinear and minimize the risk that deviations may occur over time, in addition, no additional parts are necessary to compress the spring in its given working position. that the guide stops themselves are used for this purpose.
  • said vacuum switch is arranged vertically, such that said second mobile terminal is arranged movable in the vertical direction, and in which said fuse is arranged above said vacuum switch.
  • the addresses shall be construed relative to the attached figures.
  • Rifle bases generally have a limitation imposed on their dimensions, especially in terms of the width of the fuses that are connected to them. This limitation is usually imposed by the company that performs the installation or exists at the regulatory level. The location of the fuse on the switch element allows the use of relatively wide components, which would not comply with this imposition if they were arranged laterally. In this way, it is possible to replace the current fuses of the tripolar speargun bases with devices such as the one of the invention.
  • the invention also relates to a tripolar rifle holder base provided with at least one electrical safety device according to any of the forms described above.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a tripolar rifle holder base provided with three safety devices according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 2 shows in isolation a safety device like the one used in the fuse holder base of Fig. 1.
  • Fig. 3 is a detailed side view of the safety device of Fig. 2, in which the outer casing has been removed in order to see the internal elements.
  • Fig. 4 is a perspective view corresponding to Fig. 3.
  • Fig. 5 is a detailed perspective of the same device as Fig. 4, in which the fuse has been removed.
  • Fig. 6 is a top detail view of the device of Fig. 5, in which the connector that starts from the vacuum switch has also been eliminated.
  • Fig. 7 is a detailed side view of part of the safety device with the switch in the closed position and the rocker lever in the first rocker position. The walls of the vacuum interrupter have been removed to allow visualization of the internal terminals.
  • Fig. 8 is a side view equivalent to Fig. 7 but with the switch in the open position and the rocker lever in the second rocker position.
  • Fig. 9 and Fig. 10 are detailed side views of the safety device of the invention.
  • Fig. 9 shows the rocker lever in the first tilting position and the latch inserted in the locking hole
  • Fig. 10 shows the rocker lever in the second tilting position and the latch removed from the hole lock.
  • the figures show a first embodiment of the electrical safety device 1 of the invention, as well as a corresponding tripolar fuse holder base 2.
  • the device 1 of the invention is configured to be installed in a tripolar fuse holder base 2 like the one in Fig. 1, in which the base 2 is provided of three of said devices 1.
  • Fig. 2 shows device 1 in isolation.
  • the device 1 comprises two electrical terminals 101, 102 between which an electrical branch is defined.
  • the device comprises an outer casing made of an electrical insulating material.
  • Device 1 comprises a control module 107, arranged in an area of the housing configured to accept said control module 107.
  • the functionality of the control module is described later in this document. Since said outer casing prevents viewing of the rest of the internal components, for the sake of clarity, in the rest of Figures 3 to 10 said outer casing has been eliminated.
  • the figures are simplified representations of device 1, so they do not show elements such as internal wiring.
  • Fig. 3 and Fig. 4 the main internal elements of the device 1 of the invention are shown.
  • the figures show how the branch defined between the two terminals 101, 102 is provided with a fuse 103 intended to interrupt the passage of electric current in said branch in the event of fusion.
  • a fuse 103 intended to interrupt the passage of electric current in said branch in the event of fusion.
  • it is a blade fuse with a nominal current value of 400 A, although in other embodiments of device 1 fuses of other current values are used, adapted to the type of application for which it is intended.
  • safety device 1 is a blade fuse with a nominal current value of 400 A, although in other embodiments of device 1 fuses of other current values are used, adapted to the type of application for which it is intended.
  • the device 1 further comprises a switch element 104, provided in the branch and connected in series with the fuse 103.
  • the switch element 104 of the example is a vacuum switch 150 with nominal values of 400 A, 440 V and 25 kA rms of short circuit to 1 second.
  • the vacuum interrupter 150 has a closed state in which it allows the passage of electric current, and an open state in which it prevents the passage of electric current. In this way, current passes through the branch if both fuse 103 and vacuum interrupter 150 allow it to pass. This type of vacuum interrupter 150 is known, therefore only the most relevant elements for understanding the invention are described.
  • the vacuum interrupter 150 of the example comprises a bottle 155 of cylindrical shape and represented vertically in the figures.
  • Two electrical contacts 151, 152 arranged in an empty medium.
  • Two terminals 153 and 154 depart from the upper and lower ends of the bottle 155, from the central axis of the bottle 155.
  • a first terminal 153 is fixed while the second terminal 154 is mobile and can move vertically in a direction that coincides with the axis of the bottle 155 and which is perpendicular to an outer surface of said bottle 155, in the example of the figures, said outer surface is the upper surface of the bottle 155.
  • the second terminal 154 is vertically movable between a proximal position, in which electrical contacts 151, 152 inside bottle 155 are in electrical contact and vacuum switch 150 is in a closed state, and a distal position, in which electrical contacts 151, 152 are separated and said vacuum switch 150 is in said open state.
  • the terminals 153 and 154 are provided with screws so that they can be attached to conductive bars, although other equivalent forms of connection are possible, for example a solder connection.
  • the first terminal 153 is connected to an electrical terminal 102 of the device 1, while the second terminal 154 is connected to the fuse 103 by means of a section of conductive copper bar in the shape of a C that gives it sufficient flexibility to absorb the vertical movements of the second. terminal 154.
  • the vacuum switch 150 is arranged vertically, so that the second mobile terminal 154 is arranged movable in the vertical direction, and the fuse 103 is arranged above said vacuum switch 150.
  • the safety device 1 also comprises measurement means, in this case, a first annular current transformer 106, arranged around an electrical conductor of said branch that starts from fuse 103 towards one of the electrical terminals 101 of the device 1.
  • This annular transformer 106 is configured to measure at least one operating parameter of the safety device 1.
  • this parameter is a measure of the current flowing through the branch.
  • Said control module 107 is configured to carry out a disassembly of the device 1 in the event that the operating parameter, in this case the current measurement, meets a predetermined condition.
  • a selector provided on device 1 allows an operator to predetermine a threshold current value within the range of 160-400 A.
  • said selector is a potentiometer connected to control module 107, although other equivalent ways may be envisaged.
  • the predetermined condition is that the electrical current measurement exceeds said selected threshold current for a threshold time of 0.1 second.
  • the disarming carried out by the control module 107 comprises acting on the switch element 104, in this case the on / off switch. vacuum 150, to cause said switch element 104 to pass from the closed state to the open state.
  • the device 1 is shown without the fuse 103 and the measuring means 106 so that other components can be seen more clearly.
  • the device 1 further comprises a manual actuator 105 comprising an actuator stem 110 and a pushbutton 111.
  • the actuator stem 110 is arranged in a vertical direction, parallel to the second mobile terminal 154 of the switch. vacuum 150, and is movable in that direction. It has a distal end, remote from vacuum switch 150, and a proximal end, close to vacuum switch 150.
  • Push-button 111 is attached to actuator stem 110 at its distal end.
  • the manual actuator 105 is configured to cause the switch element 104 to pass from the closed state to the open state and vice versa. The way in which this opening and closing of the switch element 104 by the manual actuator 105 is carried out in the first embodiment is described later.
  • Fig. 5 also shows that device 1 further comprises a controllable actuator.
  • Said controllable actuator is configured to move the second movable terminal 154 of the vacuum switch 150 corresponding to the switch element 104 from its proximal position to its distal position or vice versa.
  • the control module 107 is configured to act on the switch element 104 by means of said controllable actuator.
  • the controllable actuator comprises a tilting lever 160, which for the first embodiment is a flat piece with a C-shaped side.
  • Fig. 6 shows a detailed top view in which the arrangement of the tilting lever 160 is appreciated , which is configured to tilt about a tilt axis 161 between a first tilt position and a second tilt position.
  • the tilt axis 161 has been represented as a broken line superimposed on the figure.
  • the lever 160 has a first section 162 on a first side of the axis 161 and a second section 163 on a second side of the axis 161, opposite said first side.
  • the proximal end of the actuator stem 110 of the manual actuator 105 is mounted secured to the first section 162 of the lever 160, such that a movement of said manual actuator 105 causes a movement of the lever 160, and vice versa.
  • the controllable actuator also comprises actuation means 170, configured to act on said lever 160 from the second section 163 to move said lever 160 between the first tilting position and the second tilting position, and vice versa.
  • the Actuation means 170 comprise two electromagnets 171 separated by an access space 172 that coincides vertically with the free space left by the C-shape of the rocker lever 160.
  • each of the two ends of the second section 163 of the lever 160 is actuated by one of said electromagnets 171, leaving the access space 172 free, which allows access from above to the anchoring point of the lower electrical terminal 102 of the device.
  • Each electromagnet 171 is additionally provided with a permanent magnet, configured to maintain the position of said rocker lever 160 in case of loss of electrical supply in said electromagnet 171.
  • the controllable actuator also comprises clamping means 180, arranged in the first section 162 of the lever 160, and which clamp said lever 160 to the second movable terminal 154 of the vacuum switch 150.
  • the clamping means 180 comprise a bushing 181, integral with the tilting lever 160, and which is provided with a central through hole 182 through the second terminal 154.
  • the bushing 181 has lateral holes 183 with ellipsoidal shape.
  • a pin 184 is arranged through the second terminal 154 and the bushing 181, up to their lateral holes 183. In particular, the pin 184 extends perpendicular to the second terminal 154 and parallel to the axis 161 of tilt.
  • Fig. 7 and Fig. 8 are detailed side views of device 1. To facilitate understanding of the operation of the vacuum switch 150, in said figures the walls of said vacuum switch 150 and of the bottle 155 of way that internal elements are visible.
  • Fig. 7 corresponds to device 1 with the rocker lever 160 in the first rocker position, whereby the second terminal 154 is in the proximal position and the switch element 104 is closed.
  • the rocker lever 160 is in the second rocker position, whereby the second terminal 154 is in the distal position and the switch element 104 is open.
  • Figs. 7 corresponds to device 1 with the rocker lever 160 in the first rocker position, whereby the second terminal 154 is in the proximal position and the switch element 104 is closed.
  • the rocker lever 160 is in the second rocker position, whereby the second terminal 154 is in the distal position and the switch element 104 is open.
  • the two electrical contacts 151 and 152 of the vacuum switch 150 which are actually arranged in an empty medium inside the bottle 155, but which have been made visible in these figures by eliminating said bottle 155.
  • the first terminal 153 fixed is attached to a first fixed stem, which communicates with the interior of said bottle 155 and is attached to one of said electrical contacts 151.
  • the second mobile terminal 154 is attached to a second mobile stem, which communicates with the interior of said bottle 155 and is connected to the other of said electrical contacts 152.
  • the electrical contacts 151, 152 are in contact and the switch of vacuum 150 is in a closed state, allowing the passage of electric current.
  • the second terminal 154 is in the distal position, as in Fig. 8, the electrical contacts 151, 152 are separated and the vacuum switch 150 is in an open state, preventing the passage of electrical current through it.
  • Fig. 9 and Fig. 10 are detailed views of the junction area between the second terminal 154, and the rocker lever 160.
  • Fig. 9 corresponds to device 1 with switch element 104 closed
  • Fig. 10 corresponds to device 1 with switch element open.
  • said locking means comprise a movable part 190 with a body 191 provided with a latch 192 on a first side of the body 191, which in the figures is represented on the right side.
  • the movable part 190 is mounted movably along a straight that is perpendicular to the second terminal 154 and to the tilting axis 161, and that in the figures corresponds to a horizontal line.
  • the movable part 190 is shown in a locked position, and in Fig. 10 in a release position.
  • the movable part 190 is movable between both positions.
  • the movable part 190 is attached to a spring 196 on a second side of the body 191 opposite the first side of the body, and which in the figures corresponds to the left side.
  • a locking hole 193 is provided, which faces the latch 192 in the first tilting position shown in Fig. 9.
  • the movable part 190 also comprises a spring rod 198 and a spring 199.
  • the spring rod 198 is attached to the body 191 at its first end, shown on the right, and to the ball 199 at its second extreme, represented on the left.
  • the spring 196 is arranged around the spring stem 198, between the balloon 199 and the body 191 of the movable part 190.
  • the movable part 190 is arranged within a guide structure 120 box-shaped.
  • the walls of said guide structure 120 appear as a sectional cut in Figures 9 and 10.
  • guide stops 197 are formed, in the form of internal walls perpendicular to the direction of movement of the movable part 190.
  • These guide stops 197 limit the movement of the movable part 190 along the horizontal line perpendicular to the second terminal 154, preventing lateral displacements.
  • the guide stops 197 near the spring 196 also serve to compress the spring 196 between said guide stops 197 and the balloon 199, when said spring 196 is in the working position shown in Fig. 9.
  • the body 191 of the movable part 190 also comprises an upper thrust part 194, which has a ramp shape that ascends in the direction of said second terminal 154, to the right in the figures .
  • the tilting lever 160 is provided with a lower thrust part 195, which has a ramp shape complementary to the upper thrust part 194 of the movable part.
  • Fig. 10 it is shown that, in the second tilting position of the lever 160, the lower pushing part 195 of the lever 160 is removed from the upper pushing part 194 of the movable part 190.
  • the spring 196 tends to expand to its rest position, dragging the movable part 190 and removing the latch 192 from the locking hole 193, as seen in Fig. 10.
  • the lever 160 passes from the second tilting position shown in Fig. 10 to the first tilting position shown in Fig. 9, the lower push portion 195 contacts the upper push portion 194 and begins to push it.
  • the shape of the ramps results in the presence of a horizontal component of the drag force that goes in the direction of the second terminal 154, represented on the right in the figures. In this way, the movable part 190 is dragged to the locking position in which the latch 192 engages. is inserted into the locking hole, as shown in Fig. 9.
  • the device 1 further comprises a second annular current transformer, configured to electrically supply said control module 107 and said electromagnets 171.
  • the operating parameters comprise a measurement of electrical current in the branch
  • the predetermined condition corresponds to the situation in which said measurement of electrical current exceeds a threshold current regardless of the time in which it is exceeds this threshold.
  • the operating parameter further comprises a temperature measurement.
  • said operating parameter further comprises a voltage measurement.
  • said operating parameter comprising current, voltage, and temperature measurements.
  • control module 107 is further configured to carry out a reset, comprising acting on said switch element 104 to cause said switch element 104 to move from said open state to said closed state.
  • Control module 107 initiates reset when a predetermined reset time has elapsed since said disarming, which is a variable value between 5 and 180 seconds.
  • the control module 107 is configured to carry out up to 5 retries in the event that immediately after said reset there is a disarm.
  • control module 107 further comprises a transmitter and a receiver, configured to send operating parameters, and receive commands.
  • Commands include configuration commands, disarm start, reset start.
  • the restart start command includes the default retry values.
  • Some examples of configuration commands are modifying the default condition, modifying the default reset time or the number of retries.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

Dispositivo de seguridad y base tripolar. Comprendiendo el dispositivo (1) un elemento interruptor (104) en serie con un fusible (103), el interruptor (103) presentando un estado abierto y un estado cerrado; un actuador manual (105), para abrir y cerrar dicho elemento interruptor (104); unos medios de medida (106) para medir por lo menos un parámetro de funcionamiento del dispositivo (1); y un módulo de control (107) para llevar a cabo un desarme del cuando el parámetro de funcionamiento cumpla una condición predeterminada; en el que dicho desarme comprende actuar sobre el elemento interruptor (104) para provocar el paso de dicho elemento interruptor (104) del estado cerrado al estado abierto.

Description

DISPOSITIVO DE SEGURIDAD Y BASE TRIPOLAR
DESCRIPCIÓN
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La invención se sitúa en el campo de las instalaciones eléctricas, en particular en el campo de los cuadros de distribución eléctrica que comprenden bases portafusiles tripolares.
Más concretamente, la invención se refiere a un dispositivo de seguridad eléctrica configurado para ser instalado en una base portafusiles tripolar, que comprende dos terminales entre los cuales queda definida una rama eléctrica, estando dicha rama provista de un fusible configurado para interrumpir el paso de corriente eléctrica en dicha rama en caso de fusión.
La invención también se refiere a una base portafusiles tripolar correspondiente.
Estado de la técnica
En el campo de las instalaciones eléctricas, es habitual el uso de fusibles destinados a fundirse cuando la intensidad de corriente supera un umbral, interrumpiendo así el paso de corriente. Esta fusión generalmente no es instantánea, sino que es necesario que se supere dicho umbral durante una ventana de tiempo. De esta forma, seleccionando fusibles con las características adecuadas, es posible crear elementos de seguridad que impidan la circulación de corrientes demasiado elevadas que podrían ocasionar daños o accidentes en aguas abajo. En particular, en el campo de las instalaciones de baja tensión, se utilizan bases portafusiles tripolares en las que se insertan tres de dichos fusibles.
Este tipo de dispositivos presenta una elevada seguridad, dado que supone una interrupción física en situaciones de sobrecorriente. Sin embargo, presenta el inconveniente de que, una vez fundido, es necesario el reemplazo del fusible por uno nuevo, lo que incrementa los costes de mantenimiento. Además, en los casos en los que para realizar operaciones con las líneas sea necesario cortar el suministro eléctrico, un operario debe retirar físicamente el fusible para cortar así el paso de corriente. Por estos motivos, han aparecido también soluciones alternativas a los fusibles, por ejemplo, los disyuntores. Estos dispositivos están calibrados para cortar la corriente en condiciones concretas, habitualmente mediante bimetales. Presentan la ventaja de que permiten el rearme posterior a un corte, generalmente mediante un actuador manual, o bien mediante un control remoto motorizado, lo que reduce en gran medida los costes de mantenimiento en comparación con los fusibles.
Sin embargo, tanto los dispositivos basados en fusibles como los basados en disyuntores, presentan el inconveniente de la dificultad de adaptar el mismo dispositivo para situaciones distintas de corte de corriente. Además, los disyuntores habituales no resultan particularmente adaptados a las condiciones de tensión y corriente presentes los centros de distribución de instalaciones de baja tensión. En particular, el nivel de seguridad ofrecido por dichos disyuntores puede ser menor que el que ofrecen los fusibles.
En consecuencia, resulta conveniente un dispositivo de seguridad eléctrica que permita un elevado nivel de seguridad y que, a la vez, disminuya los costes de mantenimiento y aporte flexibilidad en cuanto a la selección de los criterios de corte de línea.
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La invención tiene como finalidad proporcionar un dispositivo de seguridad eléctrica del tipo indicado al principio, que permita solventar los problemas expuestos anteriormente.
Esta finalidad se consigue mediante un dispositivo de seguridad eléctrica del tipo indicado al principio, caracterizado por que además comprende:
- un elemento interruptor, previsto en dicha rama y conectado en serie con dicho fusible, dicho elemento interruptor presentando un estado cerrado en el que permite el paso de corriente eléctrica, y un estado abierto en el que impide el paso de corriente eléctrica;
- un actuador manual, configurado para provocar el paso de dicho elemento interruptor de dicho estado cerrado a dicho estado abierto y viceversa;
- unos medios de medida, configurados para medir por lo menos un parámetro de funcionamiento de dicho dispositivo de seguridad; y - un módulo de control, configurado para llevar a cabo un desarme en el caso de que dicho por lo menos un parámetro de funcionamiento cumpla una condición predeterminada, en el que dicho desarme comprende actuar sobre dicho elemento interruptor para provocar el paso de dicho elemento interruptor de dicho estado cerrado a dicho estado abierto.
De esta forma, el elemento interruptor y el fusible están conectados en serie. Así, el elemento interruptor actúa como primera línea de corte, mientras que el fusible aporta una seguridad añadida: incluso en el caso de fallo del interruptor, si la corriente es excesiva, el fusible realizará su función y cortará la línea. A su vez, el desarme del elemento interruptor está controlado mediante el módulo de control, lo que permite que un mismo dispositivo pueda usarse para distintas condiciones predeterminadas, por ejemplo, distintos umbrales de corriente, temperatura, etc. Dicha condición predeterminada está basada en un parámetro de funcionamiento medido en el propio dispositivo por los medios de medida. En consecuencia, en un funcionamiento normal, el corte en la línea se realiza mediante el elemento interruptor, en función de una condición predeterminada que puede adaptarse a cada instalación, aportando así flexibilidad al dispositivo. Dado que en este funcionamiento normal no hay fusión del fusible, no resulta necesario sustituirlo en caso de corte, minimizando así los costes de mantenimiento. Tampoco resulta necesario que un operario retire el fusible para cortar la línea, dado que el actuador manual permite esta operación actuando sobre el elemento interruptor.
Por otro lado, en caso de que falle algún elemento, por ejemplo, el elemento interruptor o el módulo de control, y no se corte la línea, el fusible previsto en el dispositivo se fundirá. De esta forma, el nivel de seguridad del dispositivo es equivalente al de los fusibles usados en la técnica, pero con la incorporación de las ventajas técnicas descritas anteriormente durante el funcionamiento normal.
Preferentemente, dicho módulo de control está adicionalmente configurado para llevar a cabo un rearme, que comprende actuar sobre dicho elemento interruptor para provocar el paso de dicho elemento interruptor de dicho estado abierto a dicho estado cerrado, lo que permite que el dispositivo pueda volver a rearmarse sin la necesidad que un operario se desplace físicamente al lugar de uso del dispositivo para efectuar el rearme accionado dicho actuador manual. Preferentemente, dicho módulo de control está adicionalmente configurado para iniciar dicho rearme cuando ha transcurrido un tiempo predeterminado de rearme desde dicho desarme. Esto permite un rearme automático transcurrido un tiempo predeterminado, lo que dota de autonomía al dispositivo permitiendo que, de forma autónoma, vuelva a rearmarse y permitir el paso de corriente por la línea sin necesidad de intervención por parte de ningún operario. Este tipo de funcionalidad es particularmente ventajosa en situaciones tales como que se produzcan picos de corriente, por ejemplo, por la caída de un rayo.
Preferentemente, dicho módulo de control está adicionalmente configurado para llevar a cabo por lo menos un reintento en el caso de que inmediatamente tras dicho rearme se produzca un desarme, aumentando de esta forma la autonomía del dispositivo respecto al rearme. Preferentemente, el número total de reintentos está limitado a un valor predeterminado de reintentos, de manera que no se realicen reintentos si las condiciones que desencadenan el corte de línea se mantienen durante un tiempo prolongado, lo que generalmente implica que no se trata de un problema puntual.
Preferentemente, dichos parámetros de funcionamiento comprenden una medida de corriente eléctrica en dicha rama, y dicha condición predeterminada comprende por lo menos una de las condiciones donde:
- dicha medida de corriente eléctrica supera una corriente umbral; y
- dicha medida de corriente eléctrica supera una corriente umbral durante un tiempo umbral.
La primera condición se cumple en el momento que se supera un valor umbral de corriente, mientras que la segunda condición necesita que se supere una corriente umbral durante una ventana de tiempo. Ambas corrientes umbral pueden ser distintas. De esta forma, el dispositivo puede desarmarse en el caso de picos de corriente puntuales y/o cuando se produzca una subida prolongada de la corriente. Preferentemente, para la segunda condición, dicho tiempo umbral es función de dicha corriente umbral, de forma que cuanto más elevada es la corriente umbral menor es el tiempo umbral.
Preferentemente, dichos medios de medida comprenden un primer transformador anular de corriente, dispuesto rodeando un conductor eléctrico de dicha rama. Esto permite realizar una medida de corriente que circula por la rama a través de la corriente inducida en dicho transformador anular. La medida no necesita ningún circuito de derivación de la propia rama, ni colocar otros elementos en serie. Además, la corriente en el circuito de medida queda aislada de la que circula por la rama, lo que mejora la seguridad y, en particular, minimiza el riesgo que una sobrecorriente pueda ocasionar daños en los medios de medida.
Preferentemente, dicho dispositivo además comprende un segundo transformador anular de corriente, configurado para alimentar eléctricamente dicho módulo de control, de forma que no sea necesaria alimentación externa para el dispositivo. Además, de forma similar al caso de la medida a través del primer transformador anular, el circuito de alimentación que parte del segundo transformador anular para alimentar al dispositivo queda aislado eléctricamente de la rama principal, incrementando así la seguridad y robustez del dispositivo.
Preferentemente, dichos parámetros de funcionamiento comprenden adicionalmente por lo menos uno de:
- una medida de temperatura;
- una medida de corriente; y
- una medida de voltaje.
Esto permite adaptar dicha condición predeterminada a las condiciones físicas y de funcionamiento en las que se encuentra el dispositivo, lo que supone un incremento de la seguridad y una mayor flexibilidad en determinar cuando debe desarmarse, siendo posible incluso que la condición predeterminada combine varias de dichas medidas, lo que resultaría imposible en los dispositivos actualmente conocidos en la técnica.
Preferentemente, dicho módulo de control además comprende unos medios de conexión remota, configurados para por lo menos uno de:
- envío de dichos parámetros de funcionamiento; y
- recepción de comandos.
De esta forma, es posible monitorizar remotamente el funcionamiento del dispositivo y/o enviar de forma remota unas órdenes al módulo de control para que éste efectúe acciones concretas. Lo anterior incrementa la seguridad y facilita el mantenimiento de los equipos, potencialmente minimizando el coste de dicho mantenimiento o minimizando el tiempo necesario para las operaciones de mantenimiento.
Preferentemente, dichos comandos comprenden por lo menos uno de:
- una orden de configuración;
- una orden de iniciar dicho desarme; y
- una orden de iniciar dicho rearme; en el que preferentemente, dicha orden de iniciar dicho rearme comprende dicho valor predeterminado de reintentos. De esta forma, es posible configurar remotamente el dispositivo y/o efectuar un desarme remoto y/o efectuar un rearme remoto tras un desarme. Cada uno de los comandos anteriores presenta unas ventajas técnicas distintas. Así, el comando de configuración permite que el dispositivo de seguridad modifique su operativa. Por ejemplo, modificar la corriente o tiempo umbral, o dicha condición predeterminada. La orden de desarme permite desconectar el dispositivo de forma remota en caso de necesidad, por ejemplo, cuando se deben efectuar actuaciones técnicas en una zona que requieran la ausencia de corriente eléctrica por motivos de seguridad. Finalmente, la orden de rearme permite la recuperación del dispositivo de forma remota, por ejemplo, tras finalizar las actuaciones técnicas mencionadas anteriormente. En cualquiera de los casos, el comando se envía de forma remota, lo que facilita la centralización de la gestión de varios dispositivos, por ejemplo, en distintas áreas geográficas. Esta centralización presenta la ventaja adicional de que, con un equipo humano minimizado en cuanto a cantidad de personal, puede gestionarse una pluralidad de localizaciones. Además, este equipo dedicado puede recibir una formación especializada que sería muy dificultoso dar a todo el equipo de operarios que generalmente actúan sobre los equipos de bases portafusibles.
Preferentemente, dicha orden de configuración comprende por lo menos uno de:
- una orden de modificación de dicha condición predeterminada, lo que permite modificar las condiciones en las que el dispositivo debe desarmarse automáticamente;
- una orden de modificación de dicho tiempo predeterminado de rearme, lo que permite reprogramar el rearme automatizado para incrementar o decrementar el tiempo necesario; y
- una orden de modificación de dicho valor predeterminado de reintentos de rearme, lo que permite que el dispositivo se adapte a distintas condiciones.
Las órdenes de configuración, además, permiten la modificación remota y preferentemente centralizada de parámetros tales como los aquí expuestos. Esto presenta la ventaja adicional que, en el caso de que sea necesario cumplir con normativas distintas a lo largo del tiempo, no es necesario actuar físicamente o reemplazar el dispositivo, sino que basta con enviar las correspondientes órdenes de configuración remota. Preferentemente, dicho elemento interruptor comprende un interruptor de vacío, del tipo que comprende:
- una botella en la que están previstos dos contactos eléctricos dispuestos en un medio vacío;
- un primer terminal fijo, unido a un primer vástago fijo, que comunica con el interior de dicha botella y se encuentra unido a uno de dichos contactos eléctricos;
- un segundo terminal móvil, unido a un segundo vástago móvil, que comunica con el interior de dicha botella y se encuentra unido al otro de dichos contactos eléctricos; en el que dicho segundo terminal es desplazable en una dirección perpendicular a dicha botella entre una posición proximal, en la que dichos contactos eléctricos están en contacto y dicho interruptor de vacío se encuentra en dicho estado cerrado, y una posición distal, en la que dichos contactos eléctricos están separados y dicho interruptor de vacío se encuentra en dicho estado abierto.
Los interruptores de vacío, a veces llamados botellas de vacío, son elementos que se han usado frecuentemente en aplicaciones de media o alta tensión. Sin embargo, se desconoce su uso en aplicaciones de baja tensión con intensidades de corriente elevadas, como es el caso de las bases de fusibles tripolares. Así, un objeto de la invención es el uso de interruptores de vacío como elemento interruptor para dispositivos de seguridad eléctrica configurados para su instalación en bases tripolares. Este tipo de interruptor presenta la ventaja que la distancia de movimiento que deben realizar sus elementos para abrir y cerrar el paso de corriente es muy corta en comparación con otro tipo de interruptores tales como los disyuntores basados en bimetales. El motivo es la elevada rigidez eléctrica del vacío en el interior de la botella, que minimiza la aparición de arcos voltaicos. Esta corta distancia permite que el dispositivo de seguridad resultante tampoco requiera grandes movimientos mecánicos, y que el tiempo de operación de los interruptores de vacío sea muy rápido en comparación con otras alternativas conocidas. Otras ventajas adicionales de los interruptores de vacío en comparación a otros interruptores conocidos para entornos de baja tensión es que presentan un menor peso y coste, requieren menos mantenimiento y presentan una vida útil mayor.
Preferentemente, dicho dispositivo además comprende un actuador controlable, configurado para desplazar dicho segundo terminal de dicha posición proximal a dicha posición distal o viceversa; en el que dicho módulo de control está configurado para actuar sobre dicho elemento interruptor mediante dicho actuador controlable. El interruptor de vacío requiere una acción mecánica sobre su segundo terminal móvil para desplazarlo a la posición abierta o cerrada. El uso de un actuador controlable permite llevar a cabo esta acción mecánica mientras que la electrónica de control del módulo de control se encarga de determinar cuándo es necesaria dicha actuación.
Preferentemente, dicho actuador controlable comprende:
- una palanca basculante, configurada para bascular alrededor de un eje de basculación entre una primera posición de basculación y una segunda posición de basculación, presentando dicha palanca un primer tramo a un primer lado del eje y un segundo tramo a un segundo lado del eje, opuesto a dicho primer lado;
- unos medios de accionamiento, configurados para actuar sobre dicha palanca desde dicho segundo tramo para desplazar dicha palanca entre dicha primera posición de basculación y dicha segunda posición de basculación, y viceversa;
- unos medios de sujeción, dispuestos en dicho primer tramo, y configurados para sujetar dicha palanca a dicho segundo terminal móvil, de forma que, en dicha primera posición de basculación, dicho segundo terminal se encuentra en dicha posición proximal, y en dicha segunda posición de basculación, dicho segundo terminal se encuentra en dicha posición distal; y
- unos medios de bloqueo, configurados para bloquear dicho segundo terminal en dicha posición proximal cuando dicha palanca se encuentra en dicha primera posición de basculación.
La palanca bascula alrededor de un eje, y los medios de accionamiento desplazan dicha palanca desde uno de los lados del eje. El experto entenderá que las etiquetas “primer tramo” y “segundo tramo” son intercambiables de forma equivalente. Lo mismo aplica para “primer lado” y “segundo lado”. Así, cuando los medios de accionamiento desplazan la palanca desde un tramo en un sentido, esta realiza un movimiento de balancín alrededor del eje, desplazando el otro tramo de la palanca en sentido opuesto. Los medios de sujeción sujetan el segundo terminal móvil, lo que permite que el desplazamiento aplicado desde los medios de accionamiento se corresponda a un desplazamiento del segundo terminal de su posición proximal a su posición distal, o viceversa. De esta forma, resulta posible hacer pasar el interruptor de vacío del estado cerrado al estado abierto, o viceversa. En la primera posición de basculación, el segundo terminal se encuentra en posición proximal y el interruptor de vacío está en estado cerrado, mientras que, en la segunda posición de basculación, el segundo terminal se encuentra en posición distal y el interruptor de vacío está en estado abierto. La disposición mediante la palanca basculante permite así mismo disponer los medios de accionamiento en paralelo a la botella, lo que dota de flexibilidad al diseño del dispositivo, en particular, para que pueda ser usado en bases portafusiles tripolares. Finalmente, la función de los medios de bloqueo es la de impedir que el interruptor de vacío se abra inesperadamente, mediante el bloqueo del terminal en su posición proximal. Efectivamente, en casos como, por ejemplo, cuando se da un pico puntual de corriente, se puede inducir una fuerza que tienda a separar los contactos eléctricos del interior de la botella del interruptor de vacío. Si la separación es suficientemente rápida y la distancia es grande, el efecto principal es un desarme del interruptor de vacío. Sin embargo, en otros casos, pueden producirse sobrecalentamientos e incluso el fundido de dichos contactos eléctricos. Estos efectos obligan la sustitución posterior del dispositivo dañado y pueden llegar a ocasionar situaciones de riesgo. Los medios de bloqueo solventan estos problemas dado que impiden el alejamiento de los conectores eléctricos, al impedir el desplazamiento del segundo terminal.
Preferentemente, dichos medios de accionamiento comprenden por lo menos un electroimán. Cada electroimán es controlado por los medios de control para imprimir un movimiento en un lado de la palanca. Esta solución no necesita de piezas móviles suplementarias tales como engranajes, motores, etc. por lo que la fiabilidad y el tiempo de vida resultan elevados. Preferentemente, están dispuestos dos electroimanes separados por un espacio de acceso, lo que facilita el montaje del dispositivo. En particular, el primer terminal del interruptor de vacío puede conectarse a una de las barras de una base portafusiles tripolar prevista en el fondo de dicha base, lo que dificultaría el montaje del dispositivo en dicha base de no existir dicho espacio de acceso. En una forma preferente, la palanca es una pieza plana con un lado en forma de C en la que cada extremo está accionado por uno de dichos electroimanes y el espacio interior deja libre dicho espacio de acceso.
Preferentemente, cada uno de dichos por lo menos un electroimán está adicionalmente provisto de un imán permanente, configurado para mantener la posición de dicha palanca basculante en caso de pérdida de suministro eléctrico en dicho electroimán. De esta forma, el electroimán únicamente necesita accionarse cuando es necesario desplazar la palanca a una u otra posición de basculación. Esto disminuye el consumo eléctrico del dispositivo y alarga su vida útil.
Preferentemente, dicho actuador manual comprende: - un vástago de actuador, dispuesto en una dirección paralela a dicho segundo terminal móvil de dicho interruptor de vacío y desplazable en dicha dirección paralela, presentando un extremo distal a dicho interruptor de vacío y un extremo proximal a dicho interruptor de vacío;
- un pulsador, sujeto a dicho vástago de actuador en dicho extremo distal; estando dicho extremo proximal montado sujeto a dicho primer tramo de dicha palanca basculante, de forma que un desplazamiento de dicho actuador manual provoca un desplazamiento de dicha palanca, y viceversa. De esta forma, el actuador manual se beneficia de la disposición de elementos del actuador controlable: ambos quedan interconectados y la actuación del uno repercute en el otro, o viceversa. El efecto es el de que, tanto mediante una actuación manual como controlada por los medios de control es posible abrir y cerrar el interruptor. Preferentemente, dicho actuador manual comprende también un seguro configurado para impedir un desplazamiento de dicho actuador manual que suponga un desplazamiento de dicha palanca desde dicha segunda posición de basculación a dicha primera posición de basculación. Esto permite que un operario puede usar dicho seguro para bloquear el dispositivo, por ejemplo, en el caso de que sea necesario hacer actuaciones sobre la instalación: el operario desplaza el actuador manual, desplazando así la palanca hasta su segunda posición de basculación y abriendo el interruptor, lo que corta el suministro en la rama eléctrica correspondiente. A continuación, el operario usa el seguro para bloquear el dispositivo en posición abierta, asegurando así que no pueda devolverse involuntariamente a la posición cerrada.
Preferentemente, dichos medios de sujeción comprenden:
- un casquillo, solidario a dicha palanca basculante, provisto de un orificio pasante central atravesado por dicho segundo terminal y de unos orificios laterales; y
- un pasador, dispuesto atravesando dicho segundo terminal y extendiéndose perpendicularmente al mismo y paralelo a dicho eje de basculación, atravesando dichos orificios laterales.
El orificio pasante central está configurado con una holgura suficiente como para permitir que el segundo terminal pase a través suyo tanto en la primera posición de basculación como en la segunda posición de basculación. A modo de ejemplo preferente, con un segundo terminal cilindrico, el orificio pasante central presenta una forma ovalada con un eje menor paralelo al eje de basculación y un eje mayor perpendicular al mismo. Una consideración similar aplica para los orificios laterales y el pasador. Estas configuraciones con el casquillo y pasador permiten convertir el movimiento basculante de la palanca, en un movimiento lineal transmitido al segundo terminal, necesario para desplazar dicho terminal entre sus posiciones proximal y distal.
Preferentemente, dichos medios de bloqueo comprenden:
- una pieza móvil que comprende un cuerpo provisto de un pestillo en un primer lado del cuerpo, dicha pieza móvil dispuesta desplazable a lo largo de una recta que es perpendicular a dicho segundo terminal y a dicho eje de basculación, entre una posición de bloqueo y una posición de liberación, o viceversa;
- un muelle, unido a dicha pieza móvil en un segundo lado del cuerpo opuesto a dicho primer lado del cuerpo; y
- un orificio de bloqueo previsto en dicho casquillo, y enfrentado a dicho pestillo en dicha primera posición de basculación; dichos medios de bloqueo configurados de forma que, en dicha primera posición de basculación, cuando dicha pieza móvil se encuentra en dicha posición de bloqueo, dicho pestillo se encuentra introducido dentro de dicho orificio de bloqueo, y dicho muelle se encuentra en una posición de trabajo; y de forma que, en dicha posición de liberación, dicho pestillo se encuentra retirado de dicho orificio de bloqueo y dicho muelle se encuentra en una posición de reposo; en el que dicho cuerpo además comprende una parte de empuje superior, que presenta una forma de rampa que asciende en dirección a dicho segundo terminal, y en la que dicha palanca basculante está provista de una parte de empuje inferior, que presenta una forma de rampa complementaria a dicha parte de empuje superior, configurada para que, en dicha segunda posición de basculación, dicha parte de empuje inferior se encuentra retirada de dicha parte de empuje superior y cuando dicha palanca pasa de dicha segunda posición de basculación a dicha primera posición de basculación, dicha parte de empuje inferior empuja dicha parte de empuje superior, produciendo un arrastre de dicha pieza móvil hasta dicha posición de bloqueo.
De esta forma, en posición de liberación, el pestillo está fuera del orificio de bloqueo y el muelle está en su posición de reposo. En cambio, en posición de bloqueo, el muelle se encuentra en una posición de trabajo. En el contexto del documento, se entiende como posición de trabajo del muelle aquélla en la que dicho muelle está sometido a una fuerza que deforma elásticamente dicho muelle. A modo de ejemplos no exclusivos, en el caso de un muelle de tracción, la posición de trabajo corresponde a una posición elongada, mientras que, en el caso de un muelle de compresión, la posición de trabajo corresponde a una posición comprimida. Así, en dicha posición de bloqueo, el muelle tiende a tirar de la pieza móvil en la dirección correspondiente a la posición de reposo del muelle, lo que tiende a alejar el pestillo del orificio. Esto tiene el efecto que, si no hay ningún elemento que empuje la pieza móvil, el propio muelle desbloquea los medios de bloqueo, por lo que el segundo terminal tiende a desplazarse hacia su posición distal para abrir el interruptor. Por otro lado, cuando la palanca pasa de su segunda posición de basculación a su primera posición, la parte de empuje inferior se acopla a la parte de empuje superior prevista en la pieza móvil. La forma de rampa complementaria de ambas partes de empuje tiene el efecto de convertir el movimiento de basculación de la palanca en un empuje lineal de la pieza en dirección al segundo terminal. El empuje continúa hasta que, una vez se alcanza la primera posición de basculación, el pestillo queda introducido en el orificio de bloqueo y los medios de bloque impiden la apertura del interruptor. Así, un empuje lineal del propio segundo terminal que intentase desplazar dicho segundo terminal en dirección a su posición distal quedaría bloqueado por el pestillo y el orificio de bloqueo. En cambio, un movimiento de la palanca hacia su segunda posición de basculación, libera la fuerza ejercida por la parte de empuje inferior de la palanca contra la parte de empuje superior de la pieza móvil, y el muelle tira de dicha pieza móvil para liberar el pestillo del orificio de bloqueo. El resultado es un bloqueo que resulta efectivo contra aperturas no deseadas, pero sin la necesidad de aplicar una cantidad de energía elevada para bloquear o desbloquear. En consecuencia, se facilita la actuación manual y disminuyen los requerimientos energéticos para la actuación controlada por el módulo de control.
Preferentemente, dicha pieza móvil además comprende:
- un vástago de muelle, que presenta un primer extremo unido a dicho cuerpo en dicho segundo lado del cuerpo, y un segundo extremo opuesto a dicho primer extremo; y
- una balona, unida a dicho vástago de muelle en dicho segundo extremo; estando dicho muelle dispuesto alrededor de dicho vástago de muelle, entre dicha balona y dicho cuerpo; dicho dispositivo comprendiendo además unos topes de guiado dispuestos para limitar el desplazamiento de dicha pieza móvil a lo largo de dicha recta; en el que, en dicha posición de trabajo, dicho muelle se encuentra comprimido entre dicha balona y dichos topes de guiado. De esta forma, el muelle trabaja por compresión: se encuentra comprimido en la posición de trabajo y se expande hasta su posición de reposo cuando la pieza móvil pasa de la posición de bloqueo a la posición de liberación. El trabajo por compresión resulta ventajoso en relación a la durabilidad del muelle, además, el movimiento es estable dado que el muelle está atravesado por un núcleo en forma de vástago. Por otro lado, los topes de guiado facilitan que el movimiento de la pieza móvil sea rectilíneo y minimizan el riesgo que lleguen a producirse desviaciones con el paso del tiempo, además, no son necesarias piezas adicionales para comprimir el muelle en su posición de trabajo dado que los propios topes de guiado se utilizan a tal efecto.
Preferentemente, dicho interruptor de vacío está dispuesto verticalmente, de forma que dicho segundo terminal móvil está dispuesto desplazable en dirección vertical, y en el que dicho fusible está dispuesto encima de dicho interruptor de vacío. En el contexto del documento, y a no ser que se indique lo contrario, las direcciones se entenderán relativas a las figuras adjuntas. Las bases portafusiles generalmente presentan una limitación impuesta sobre sus dimensiones, en especial, en cuanto al ancho de los fusibles que se les conectan. Habitualmente esta limitación la impone la empresa que realiza la instalación o existe a nivel de normativa. La ubicación del fusible sobre el elemento interruptor permite utilizar componentes relativamente anchos, que no cumplirían con dicha imposición si se dispusieran lateralmente. De esta forma, es posible sustituir los actuales fusibles de las bases portafusiles tripolares por dispositivos como el de la invención.
La invención también se refiere a una base portafusiles tripolar provista de por lo menos un dispositivo de seguridad eléctrica según cualquiera de las formas descritas anteriormente.
La invención también abarca otras características de detalle ilustradas en la descripción detallada de una forma de realización de la invención y en las figuras que la acompañan.
Figure imgf000014_0001
Las ventajas y características de la invención se aprecian a partir de la siguiente descripción en la que, sin carácter limitativo con respecto al alcance de la reivindicación principal, se exponen unas formas preferidas de realización de la invención haciendo mención de las figuras.
La Fig. 1 muestra una perspectiva de una base portafusiles tripolar provista de tres dispositivos de seguridad según una forma de realización de la invención. La Fig. 2 muestra de forma aislada un dispositivo de seguridad como el usado en la base portafusibles de la Fig. 1.
La Fig. 3 es una vista lateral de detalle del dispositivo de seguridad de la Fig. 2, en la que se ha eliminado la carcasa externa con objeto de ver los elementos internos.
La Fig. 4 es una vista en perspectiva correspondiente a la Fig. 3.
La Fig. 5 es una perspectiva de detalle del mismo dispositivo de la Fig. 4, en la que se ha eliminado el fusible.
La Fig. 6 es una vista superior de detalle del dispositivo de la Fig. 5, en la que además se ha eliminado el conector que parte del interruptor de vacío.
La Fig. 7 es una vista lateral de detalle de parte del dispositivo de seguridad con el interruptor en posición cerrada y la palanca basculante en la primera posición de basculación. Se han eliminado las paredes del interruptor de vacío para poder visualizar los terminales internos.
La Fig. 8 es una vista lateral equivalente a la Fig. 7 pero con el interruptor en posición abierta y la palanca basculante en la segunda posición de basculación.
La Fig. 9 y la Fig. 10 son vistas laterales de detalle del dispositivo de seguridad de la invención. En la Fig. 9 se muestra la palanca basculante en la primera posición de basculación y el pestillo introducido en el orificio de bloqueo, mientras que en la Fig. 10 se muestra la palanca basculante en la segunda posición de basculación y el pestillo retirado del orificio de bloqueo.
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Las figuras muestran una primera forma de realización del dispositivo 1 de seguridad eléctrica de la invención, así como de una base 2 portafusibles tripolar correspondiente.
En particular, el dispositivo 1 de la invención, está configurado para ser instalado en una base 2 portafusibles tripolar como la de la Fig. 1, en la que la base 2 está prevista de tres de dichos dispositivos 1. La Fig. 2 muestra el dispositivo 1 de forma aislada. El dispositivo 1 comprende dos terminales 101, 102 eléctricos entre los cuales queda definida una rama eléctrica. En la forma de realización mostrada en la Fig. 1 y la Fig. 2, el dispositivo comprende una carcasa externa fabricada en un material aislante eléctrico. El dispositivo 1 comprende un módulo de control 107, dispuesto en una zona de la carcasa configurada para aceptar dicho módulo de control 107. La funcionalidad del módulo de control se describe más adelante en este documento. Dado que dicha carcasa externa impide visualizar el resto de los componentes internos, en aras de la claridad, en el resto de las figuras 3 a 10 se ha eliminado dicha carcasa externa. Así mismo, las figuras son representaciones simplificadas del dispositivo 1, por lo que no muestran elementos tales como el cableado interno.
En la Fig. 3 y la Fig. 4 se muestran los elementos internos principales del dispositivo 1 de la invención. En particular, las figuras muestran como la rama definida entre los dos terminales 101, 102 está provista de un fusible 103 destinado a interrumpir el paso de corriente eléctrica en dicha rama en caso de fusión. En el caso del ejemplo, se trata de un fusible de cuchilla con un valor de corriente nominal de 400 A, aunque en otras formas de realización del dispositivo 1 se utilizan fusibles de otros valores de corriente, adaptados al tipo de aplicación al que se destina el dispositivo 1 de seguridad.
El dispositivo 1 además comprende un elemento interruptor 104, previsto en la rama y conectado en serie con el fusible 103. El elemento interruptor 104 del ejemplo es un interruptor de vacío 150 con unos valores nominales de 400 A, 440 V y 25 kA eficaz de cortocircuito a 1 segundo. El interruptor de vacío 150 presenta un estado cerrado en el que permite el paso de corriente eléctrica, y un estado abierto en el que impide el paso de corriente eléctrica. De esta forma, la corriente pasa por la rama si tanto el fusible 103 como el interruptor de vacío 150 permiten el paso. Este tipo de interruptores de vacío 150 son conocidos, por lo que únicamente se describen los elementos más relevantes para comprender la invención. El interruptor de vacío 150 del ejemplo comprende una botella 155 de forma cilindrica y representada verticalmente en las figuras. Dentro de dicha botella 155 se encuentran dos contactos eléctricos 151, 152 dispuestos en un medio vacío. De los extremos superior e inferior de la botella 155 parten dos terminales 153 y 154, desde el eje central de la botella 155. Un primer terminal 153 es fijo mientras que el segundo terminal 154 es móvil y puede desplazarse verticalmente en una dirección que coincide con el eje de la botella 155 y que es perpendicular a una superficie exterior de dicha botella 155, en el ejemplo de las figuras, dicha superficie exterior es la superficie superior de la botella 155. Así, el segundo terminal 154 puede desplazarse verticalmente entre una posición proximal, en la que los contactos eléctricos 151, 152 del interior de la botella 155 están en contacto eléctrico y el interruptor de vacío 150 se encuentra en estado cerrado, y una posición distal, en la que los contactos eléctricos 151, 152 están separados y dicho interruptor de vacío 150 se encuentra en dicho estado abierto.
En el caso de la primera forma de realización de ejemplo, los terminales 153 y 154 están provistos de unos tornillos para poderlos unir a unas barras conductoras, aunque otras formas equivalentes de conexión son posibles, por ejemplo, una conexión por soldadura. El primer terminal 153 está unido a un terminal 102 eléctrico del dispositivo 1, mientras que el segundo terminal 154 está unido al fusible 103 mediante un tramo de barra de cobre conductora en forma de C que le confiere flexibilidad suficiente para absorber los movimientos verticales del segundo terminal 154. Como puede observarse en las Fig. 3 y 4, el interruptor de vacío 150 está dispuesto verticalmente, de forma que el segundo terminal 154 móvil está dispuesto desplazable en dirección vertical, y el fusible 103 está dispuesto encima de dicho interruptor de vacío 150.
En la Fig. 3 y 4 se muestra como el dispositivo 1 de seguridad también comprende unos medios de medida, en este caso, un primer transformador anular de corriente 106, dispuesto rodeando un conductor eléctrico de dicha rama que parte del fusible 103 hacia uno de los terminales 101 eléctricos del dispositivo 1. Este transformador anular 106 está configurado para medir por lo menos un parámetro de funcionamiento del dispositivo 1 de seguridad. En el caso del ejemplo, dicho parámetro es una medida de la corriente que circula por la rama. En aras de la claridad, en las figuras no se han representado las conexiones eléctricas entre el transformador anular 106 y el módulo de control 107. Dicho módulo de control 107 está configurado para llevar a cabo un desarme del dispositivo 1 en el caso de que el parámetro de funcionamiento, en este caso la medida de corriente, cumpla una condición predeterminada. Para la primera forma de realización, un selector previsto en el dispositivo 1 permite que un operador pueda predeterminar un valor de corriente umbral dentro del rango de 160-400 A. En el caso particular de la primera forma de realización, dicho selector es un potenciómetro conectado al módulo de control 107, aunque pueden preverse otras formas equivalentes. De esta forma, la condición predeterminada es que la medida de corriente eléctrica supere dicha corriente umbral seleccionada durante un tiempo umbral de 0,1 segundo. El desarme que lleva a cabo el módulo de control 107 comprende actuar sobre el elemento interruptor 104, en este caso el interruptor de vacío 150, para provocar el paso de dicho elemento interruptor 104 del estado cerrado al estado abierto.
En la Fig. 5 se muestra el dispositivo 1 sin el fusible 103 ni los medios de medida 106 de manera que se puedan observar de forma más clara otros componentes. Tal y como se muestra en la figura, el dispositivo 1 comprende además un actuador manual 105 que comprende un vástago de actuador 110 y un pulsador 111. El vástago de actuador 110 está dispuesto en una dirección vertical, paralela al segundo terminal móvil 154 del interruptor de vacío 150, y es desplazable en dicha dirección. Presenta un extremo distal, alejado del interruptor de vacío 150, y un extremo proximal, cercano al interruptor de vacío 150. El pulsador 111 está sujeto al vástago de actuador 110 en su extremo distal. El actuador manual 105, está configurado para provocar el paso del elemento interruptor 104 del estado cerrado al estado abierto y viceversa. La forma como se lleva a cabo esta apertura y cierre del elemento interruptor 104 por parte del actuador manual 105 en la primera forma de realización se describe más adelante.
La Fig. 5 también muestra que el dispositivo 1 además comprende un actuador controlable. Dicho actuador controlable está configurado para desplazar el segundo terminal 154 móvil del interruptor de vacío 150 correspondiente al elemento interruptor 104 de su posición proximal a su posición distal o viceversa. A su vez, el módulo de control 107 está configurado para actuar sobre el elemento interruptor 104 mediante dicho actuador controlable. El actuador controlable comprende una palanca 160 basculante, que para la primera forma de realización es una pieza plana con un lado en forma de C. La Fig. 6 muestra una vista superior de detalle en la que se aprecia la disposición de la palanca 160 basculante, que está configurada para bascular alrededor de un eje 161 de basculación entre una primera posición de basculación y una segunda posición de basculación. En la Fig. 5 y la Fig. 6 se ha representado dicho eje 161 de basculación como una línea discontinua superpuesta a la figura. La palanca 160 presenta un primer tramo 162 a un primer lado del eje 161 y un segundo tramo 163 a un segundo lado del eje 161, opuesto a dicho primer lado. El extremo proximal del vástago de actuador 110 del actuador manual 105 está montado sujeto al primer tramo 162 de la palanca 160, de forma que un desplazamiento de dicho actuador manual 105 provoca un desplazamiento de la palanca 160, y viceversa. El actuador controlable también comprende unos medios de accionamiento 170, configurados para actuar sobre dicha palanca 160 desde el segundo tramo 163 para desplazar dicha palanca 160 entre la primera posición de basculación y la segunda posición de basculación, y viceversa. En el caso de la forma de realización aquí descrita, los medios de accionamiento 170 comprenden dos electroimanes 171 separados por un espacio de acceso 172 que coincide verticalmente con el espacio libre dejado por la forma de C de la palanca 160 basculante. Así, cada uno de los dos extremos del segundo tramo 163 de la palanca 160 está accionado por uno de dichos electroimanes 171, dejando libre el espacio de acceso 172, lo que permite acceder desde arriba al punto de anclaje del terminal 102 eléctrico inferior del dispositivo 1. Cada electroimán 171 está adicionalmente provisto de un imán permanente, configurado para mantener la posición de dicha palanca 160 basculante en caso de pérdida de suministro eléctrico en dicho electroimán 171.
El actuador controlable también comprende unos medios de sujeción 180, dispuestos en el primer tramo 162 de la palanca 160, y que sujetan dicha palanca 160 al segundo terminal 154 móvil del interruptor de vacío 150. De esta forma, en la primera posición de basculación, el segundo terminal 154 se encuentra en la posición proximal, y en la segunda posición de basculación en la que el interruptor de vacío 150 está cerrado, el segundo terminal 154 se encuentra en la posición distal en la que el interruptor de vacío 150 está abierto. En la forma de realización de las figuras, los medios de sujeción 180 comprenden un casquillo 181, solidario a la palanca 160 basculante, y que está provisto de un orificio pasante central 182 atravesado por el segundo terminal 154. En las Fig. 7, 8, 9 y 10 se muestra como el casquillo 181 presenta unos orificios laterales 183 con forma elipsoidal. Un pasador 184 está dispuesto atravesando el segundo terminal 154 y el casquillo 181, hasta sus orificios laterales 183. En particular, el pasador 184 se extiende perpendicularmente al segundo terminal 154 y paralelo al eje 161 de basculación.
La Fig. 7 y la Fig. 8 son vistas laterales de detalle del dispositivo 1. Para facilitar la comprensión del funcionamiento del interruptor de vacío 150, en dichas figuras se han eliminado las paredes de dicho interruptor de vacío 150 y de la botella 155 de forma que son visibles los elementos internos. La Fig. 7 corresponde al dispositivo 1 con la palanca 160 basculante en la primera posición de basculación, por lo que el segundo terminal 154 se encuentra en la posición proximal y el elemento interruptor 104 está cerrado. En cambio, en la Fig. 8 la palanca 160 basculante se encuentra en la segunda posición de basculación, por lo que el segundo terminal 154 se encuentra en la posición distal y el elemento interruptor 104 está abierto. En las Fig. 7 y 8 se puede apreciar los dos contactos eléctricos 151 y 152 del interruptor de vacío 150, que realmente están dispuestos en un medio vacío dentro de la botella 155, pero que se han hecho visibles en estas figuras al eliminar dicha botella 155. El primer terminal 153 fijo, está unido a un primer vástago fijo, que comunica con el interior de dicha botella 155 y se encuentra unido a uno de dichos contactos eléctricos 151. El segundo terminal 154 móvil, está unido a un segundo vástago móvil, que comunica con el interior de dicha botella 155 y se encuentra unido al otro de dichos contactos eléctricos 152. De esta forma, cuando el segundo terminal 154 está en posición proximal, como en la Fig. 7, los contactos eléctricos 151, 152 están en contacto y el interruptor de vacío 150 se encuentra en estado cerrado, permitiendo el paso de corriente eléctrica. En cambio, cuando el segundo terminal 154 está en posición distal, como en la Fig. 8, los contactos eléctricos 151, 152 están separados y el interruptor de vacío 150 se encuentra en estado abierto, impidiendo el paso de corriente eléctrica a través suyo.
La Fig. 9 y la Fig. 10 son vistas de detalle de la zona de unión entre el segundo terminal 154, y la palanca 160 basculante. La Fig. 9 corresponde al dispositivo 1 con el elemento interruptor 104 cerrado, mientras que la Fig. 10 corresponde al dispositivo 1 con el elemento interruptor abierto. En dichas figuras se observa como el actuador controlable comprende además unos medios de bloqueo que están configurados para bloquear el segundo terminal 154 en la posición proximal cuando la palanca 160 se encuentra en la primera posición de basculación, lo que corresponde a la situación mostrada en la Fig. 9. En particular, dichos medios de bloqueo comprenden una pieza móvil 190 con un cuerpo 191 provisto de un pestillo 192 en un primer lado del cuerpo 191, que en las figuras se ha representado en el lado derecho. La pieza móvil 190 está montada desplazable a lo largo de una recta que es perpendicular al segundo terminal 154 y al eje 161 de basculación, y que en las figuras corresponde a una recta horizontal. En la Fig. 9 se muestra la pieza móvil 190 en una posición de bloqueo, y en la Fig. 10 en una posición de liberación. La pieza móvil 190 es desplazable entre ambas posiciones. Así mismo, la pieza móvil 190 está unida a un muelle 196 en un segundo lado del cuerpo 191 opuesto al primer lado del cuerpo, y que en las figuras corresponde al lado izquierdo. En el casquillo 181 de los medios de sujeción 180 está previsto un orificio de bloqueo 193, que queda enfrentado con el pestillo 192 en la primera posición de basculación mostrada en la Fig. 9. En la situación mostrada en dicha figura, el pestillo 192 se encuentra introducido dentro del orificio de bloqueo 193. En la Fig. 9 se ha representado la punta del pestillo 192 y el orificio de bloqueo 193 mediante unas líneas discontinuas, dado que de otro modo quedarían ocultos en la vista lateral de detalle. Así mismo, en la Fig. 9 el muelle 196 se encuentra en una posición de trabajo que, para el caso de la primera forma de realización, corresponde a una posición comprimida. En cambio, en la situación mostrada en la Fig. 10, en la que la palanca 160 se encuentra en la segunda posición de basculación, y la pieza móvil 190 se encuentra en la posición de liberación, el pestillo 192 se encuentra retirado del orificio de bloqueo 193 y el muelle 196 se encuentra en una posición de reposo.
En las Fig. 9 y 10 se muestra que la pieza móvil 190 además comprende un vástago de muelle 198 y una balona 199. El vástago de muelle 198 está unido al cuerpo 191 en su primer extremo, representado a la derecha, y a la balona 199 en su segundo extremo, representado a la izquierda. Así, el muelle 196 está dispuesto alrededor del vástago de muelle 198, entre la balona 199 y el cuerpo 191 de la pieza móvil 190. Además, para la primera forma de realización, la pieza móvil 190 se encuentra dispuesta dentro de una estructura de guía 120 en forma de caja. Las paredes de dicha estructura de guía 120 aparecen como un corte en sección en las Fig. 9 y 10. Dentro de dicha estructura de guía 120 están conformados unos topes de guiado 197, con forma de paredes internas perpendiculares a la dirección de desplazamiento de la pieza móvil 190. Estos topes de guiado 197 limitan el desplazamiento de la pieza móvil 190 a lo largo de la recta horizontal perpendicular al segundo terminal 154, impidiendo desplazamientos laterales. Los topes de guiado 197 cercanos al muelle 196 además sirven para comprimir el muelle 196 entre dichos topes de guiado 197 y la balona 199, cuando dicho muelle 196 se encuentra en la posición de trabajo mostrada en la Fig. 9.
En las Fig. 9 y 10 se puede apreciar que el cuerpo 191 de la pieza móvil 190 además comprende una parte de empuje superior 194, que presenta una forma de rampa que asciende en dirección a dicho segundo terminal 154, hacia la derecha en las figuras. Por otro lado, la palanca 160 basculante está provista de una parte de empuje inferior 195, que presenta una forma de rampa complementaria a la parte de empuje superior 194 de la pieza móvil. En la Fig. 10 se muestra que, en la segunda posición de basculación de la palanca 160, la parte de empuje inferior 195 de la palanca 160 se encuentra retirada de la parte de empuje superior 194 de la pieza móvil 190. En esta situación, el muelle 196 tiende a expandirse hasta su posición de reposo, arrastrando la pieza móvil 190 y retirando el pestillo 192 del orificio de bloqueo 193, tal y como se aprecia en la Fig. 10. Cuando la palanca 160 pasa de la segunda posición de basculación mostrada en la Fig. 10 a la primera posición de basculación mostrada en la Fig. 9, la parte de empuje inferior 195 contacta con la parte de empuje superior 194 y la empieza a empujar. La forma de las rampas resulta en la presencia de un componente horizontal de la fuerza de arrastre que va en dirección hacia el segundo terminal 154, representado a la derecha en las figuras. De esta forma, se produce un arrastre de la pieza móvil 190 hasta la posición de bloqueo en la que el pestillo 192 se encuentra introducido dentro del orificio de bloqueo, tal y como se muestra en la Fig. 9. Cuando el dispositivo 1 se encuentra en esta posición, un eventual empuje en dirección vertical del segundo terminal 154 se verá bloqueado por la interacción del pestillo 192 con la pared inferior del orificio de bloqueo 193, produciendo así un cierre de seguridad. En cambio, un desplazamiento efectuado sobre la palanca 160 basculante, por ejemplo, por la actuación de los electroimanes 171 o bien el actuador manual 105, separa la parte de empuje inferior 195 unida a la palanca 160 de la parte de empuje superior 194 de la pieza móvil, y el propio muelle 196 empuja la pieza móvil 190 hacia la posición mostrada en la Fig. 10. Por lo tanto, el bloqueo únicamente afecta a los movimientos iniciados por el desplazamiento vertical del segundo terminal.
A continuación, se describen otras formas de realización del dispositivo 1 de seguridad que comparten gran parte de las características de la primera forma de realización descrita anteriormente. Por consiguiente, en adelante sólo se describirán los elementos diferenciadores.
En una segunda forma de realización, no mostrada en las figuras, el dispositivo 1 además comprende un segundo transformador anular de corriente, configurado para alimentar eléctricamente dicho módulo de control 107 y dichos electroimanes 171.
En una tercera forma de realización, los parámetros de funcionamiento comprenden una medida de corriente eléctrica en la rama, y la condición predeterminada corresponde a la situación en la que dicha medida de corriente eléctrica supera una corriente umbral sin tener en cuenta el tiempo en que se supera dicho umbral.
En una cuarta forma de realización, el parámetro de funcionamiento comprende adicionalmente una medida de temperatura.
En una quinta forma de realización, dicho parámetro de funcionamiento comprende adicionalmente una medida de voltaje. Todavía otras formas de realización utilizan un parámetro de funcionamiento que comprende medidas de corriente, voltaje y temperatura.
En una sexta forma de realización, el módulo de control 107 está adicionalmente configurado para llevar a cabo un rearme, que comprende actuar sobre dicho elemento interruptor 104 para provocar el paso de dicho elemento interruptor 104 de dicho estado abierto a dicho estado cerrado. El módulo de control 107 inicia el rearme cuando ha transcurrido un tiempo predeterminado de rearme desde dicho desarme, que es un valor variable entre 5 y 180 segundos. Además, el módulo de control 107 está configurado para llevar a cabo por hasta 5 reintentos en el caso de que inmediatamente tras dicho rearme se produzca un desarme.
En una séptima forma de realización, el módulo de control 107 además comprende un transmisor y un receptor, configurados para el envío de los parámetros de funcionamiento, y la recepción de comandos. Los comandos comprenden órdenes de configuración, inicio de desarme, inicio de rearme. En algunas formas de realización, la orden de inicio de rearme incluye los valores predeterminados de reintentos. Algunos ejemplos de órdenes de configuración son la modificación de la condición predeterminada, modificación del tiempo predeterminado de rearme o del número de reintentos.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (1) de seguridad eléctrica configurado para ser instalado en una base (2) portafusiles tripolar, que comprende dos terminales (101, 102) entre los cuales queda definida una rama eléctrica, estando dicha rama provista de un fusible (103) configurado para interrumpir el paso de corriente eléctrica en dicha rama en caso de fusión; en el que dicho dispositivo (1) además comprende:
- un elemento interruptor (104), previsto en dicha rama y conectado en serie con dicho fusible (103), dicho elemento interruptor (104) presentando un estado cerrado en el que permite el paso de corriente eléctrica, y un estado abierto en el que impide el paso de corriente eléctrica;
- un actuador manual (105), configurado para provocar el paso de dicho elemento interruptor (104) de dicho estado cerrado a dicho estado abierto y viceversa;
- unos medios de medida (106), configurados para medir por lo menos un parámetro de funcionamiento de dicho dispositivo (1) de seguridad; y
- un módulo de control (107), configurado para llevar a cabo un desarme en el caso de que dicho por lo menos un parámetro de funcionamiento cumpla una condición predeterminada, en el que dicho desarme comprende actuar sobre dicho elemento interruptor (104) para provocar el paso de dicho elemento interruptor (104) de dicho estado cerrado a dicho estado abierto; caracterizado por que dicho elemento interruptor (104) comprende un interruptor de vacío (150), del tipo que comprende:
- una botella (155) en la que están previstos dos contactos eléctricos (151, 152) dispuestos en un medio vacío;
- un primer terminal (153) fijo, unido a un primer vástago fijo, que comunica con el interior de dicha botella (155) y se encuentra unido a uno de dichos contactos eléctricos (151, 152);
- un segundo terminal (154) móvil, unido a un segundo vástago móvil, que comunica con el interior de dicha botella (155) y se encuentra unido al otro de dichos contactos eléctricos (151, 152); en el que dicho segundo terminal (154) es desplazable en una dirección perpendicular a dicha botella (155) entre una posición proximal, en la que dichos contactos eléctricos (151, 152) están en contacto y dicho interruptor de vacío (150) se encuentra en dicho estado cerrado, y una posición distal, en la que dichos contactos eléctricos (151, 152) están separados y dicho interruptor de vacío (150) se encuentra en dicho estado abierto; dicho dispositivo (1) además comprende un actuador controlable, configurado para desplazar dicho segundo terminal (154) de dicha posición proximal a dicha posición distal o viceversa; en el que dicho módulo de control (107) está configurado para actuar sobre dicho elemento interruptor (104) mediante dicho actuador controlable; comprendiendo dicho actuador controlable:
- una palanca (160) basculante, configurada para bascular alrededor de un eje
(161) de basculación entre una primera posición de basculación y una segunda posición de basculación, presentando dicha palanca (160) un primer tramo
(162) a un primer lado del eje (161) y un segundo tramo (163) a un segundo lado del eje (161), opuesto a dicho primer lado;
- unos medios de accionamiento (170), configurados para actuar sobre dicha palanca (160) desde dicho segundo tramo (163) para desplazar dicha palanca (160) entre dicha primera posición de basculación y dicha segunda posición de basculación, y viceversa;
- unos medios de sujeción (180), dispuestos en dicho primer tramo (162), y configurados para sujetar dicha palanca (160) a dicho segundo terminal (154) móvil, de forma que, en dicha primera posición de basculación, dicho segundo terminal (154) se encuentra en dicha posición proximal, y en dicha segunda posición de basculación, dicho segundo terminal (154) se encuentra en dicha posición distal; y
- unos medios de bloqueo, configurados para bloquear dicho segundo terminal (154) en dicha posición proximal cuando dicha palanca (160) se encuentra en dicha primera posición de basculación.
2- Dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho módulo de control (107) está adicionalmente configurado para llevar a cabo un rearme, que comprende actuar sobre dicho elemento interruptor (104) para provocar el paso de dicho elemento interruptor (104) de dicho estado abierto a dicho estado cerrado.
3- Dispositivo (1) según la reivindicación 2, caracterizado por que dicho módulo de control (107) está adicionalmente configurado para iniciar dicho rearme cuando ha transcurrido un tiempo predeterminado de rearme desde dicho desarme. 4- Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado por que dicho módulo de control (107) está adicionalmente configurado para llevar a cabo por lo menos un reintento en el caso de que inmediatamente tras dicho rearme se produzca un desarme, estando el número total de reintentos preferentemente limitado a un valor predeterminado de reintentos.
5- Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que dichos parámetros de funcionamiento comprenden una medida de corriente eléctrica en dicha rama, y dicha condición predeterminada comprende por lo menos una de las condiciones donde:
- dicha medida de corriente eléctrica supera una corriente umbral; y
- dicha medida de corriente eléctrica supera una corriente umbral durante un tiempo umbral.
6- Dispositivo (1) según la reivindicación 5, caracterizado por que dichos medios de medida (106) comprenden un primer transformador anular de corriente, dispuesto rodeando un conductor eléctrico de dicha rama.
7- Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que además comprende un segundo transformador anular de corriente, configurado para alimentar eléctricamente dicho módulo de control (107).
8- Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que dichos parámetros de funcionamiento comprenden adicionalmente por lo menos uno de:
- una medida de temperatura;
- una medida de corriente; y
- una medida de voltaje.
9- Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que dicho módulo de control (107) además comprende unos medios de conexión remota, configurados para por lo menos uno de:
- envío de dichos parámetros de funcionamiento; y
- recepción de comandos. 10- Dispositivo (1) según la reivindicación 9, caracterizado por que dichos comandos comprenden por lo menos uno de:
- una orden de configuración;
- una orden de iniciar dicho desarme; y
- una orden de iniciar dicho rearme; en el que preferentemente, dicha orden de iniciar dicho rearme comprende dicho valor predeterminado de reintentos.
11- Dispositivo (1) según la reivindicación 10, caracterizado por que dicha orden de configuración comprende por lo menos uno de:
- una orden de modificación de dicha condición predeterminada;
- una orden de modificación de dicho tiempo predeterminado de rearme; y
- una orden de modificación de dicho valor predeterminado de reintentos de rearme.
12- Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que dichos medios de accionamiento (170) comprenden por lo menos un electroimán
(171), preferentemente dos electroimanes (171) separados por un espacio de acceso
(172).
13- Dispositivo (1) según la reivindicación 12, caracterizado por que cada uno de dichos por lo menos un electroimán (171) está adicionalmente provisto de un imán permanente, configurado para mantener la posición de dicha palanca (160) basculante en caso de pérdida de suministro eléctrico en dicho electroimán (171).
14- Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que dicho actuador manual (105) comprende:
- un vástago de actuador (110), dispuesto en una dirección paralela a dicho segundo terminal (154) móvil de dicho interruptor de vacío (150) y desplazable en dicha dirección paralela, presentando un extremo distal a dicho interruptor de vacío (150) y un extremo proximal a dicho interruptor de vacío (150);
- un pulsador (111), sujeto a dicho vástago de actuador (110) en dicho extremo distal; estando dicho extremo proximal montado sujeto a dicho primer tramo (162) de dicha palanca (160) basculante, de forma que un desplazamiento de dicho actuador manual (105) provoca un desplazamiento de dicha palanca (160), y viceversa. 15- Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por que dichos medios de sujeción (180) comprenden:
- un casquillo (181), solidario a dicha palanca (160) basculante, provisto de un orificio pasante central (182) atravesado por dicho segundo terminal (154) y de unos orificios laterales (183); y
- un pasador (184), dispuesto atravesando dicho segundo terminal (154) y extendiéndose perpendicularmente al mismo y paralelo a dicho eje (161) de basculación, atravesando dichos orificios laterales (183).
16- Dispositivo (1) según la reivindicación 15, caracterizado por que dichos medios de bloqueo comprenden:
- una pieza móvil (190) que comprende un cuerpo (191) provisto de un pestillo (192) en un primer lado del cuerpo, dicha pieza móvil (190) dispuesta desplazable a lo largo de una recta que es perpendicular a dicho segundo terminal (154) y a dicho eje (161) de basculación, entre una posición de bloqueo y una posición de liberación, o viceversa;
- un muelle (196), unido a dicha pieza móvil (190) en un segundo lado del cuerpo opuesto a dicho primer lado del cuerpo; y
- un orificio de bloqueo (193) previsto en dicho casquillo (181), y enfrentado a dicho pestillo (192) en dicha primera posición de basculación; dichos medios de bloqueo configurados de forma que, en dicha primera posición de basculación, cuando dicha pieza móvil (190) se encuentra en dicha posición de bloqueo, dicho pestillo (192) se encuentra introducido dentro de dicho orificio de bloqueo (193), y dicho muelle (196) se encuentra en una posición de trabajo; y de forma que, en dicha posición de liberación, dicho pestillo (192) se encuentra retirado de dicho orificio de bloqueo (193) y dicho muelle (196) se encuentra en una posición de reposo; en el que dicho cuerpo (191) además comprende una parte de empuje superior (194), que presenta una forma de rampa que asciende en dirección a dicho segundo terminal (154), y en la que dicha palanca (160) basculante está provista de una parte de empuje inferior (195), que presenta una forma de rampa complementaria a dicha parte de empuje superior (194), configurada para que, en dicha segunda posición de basculación, dicha parte de empuje inferior (195) se encuentra retirada de dicha parte de empuje superior (194) y cuando dicha palanca (160) pasa de dicha segunda posición de basculación a dicha primera posición de basculación, dicha parte de empuje inferior (195) empuja dicha parte de empuje superior (194), produciendo un arrastre de dicha pieza móvil (190) hasta dicha posición de bloqueo.
17- Dispositivo (1) según la reivindicación 16, caracterizado por que dicha pieza móvil (190) además comprende:
- un vástago de muelle (198), que presenta un primer extremo unido a dicho cuerpo (191) en dicho segundo lado del cuerpo, y un segundo extremo opuesto a dicho primer extremo; y
- una balona (199), unida a dicho vástago de muelle (198) en dicho segundo extremo; estando dicho muelle (196) dispuesto alrededor de dicho vástago de muelle (198), entre dicha balona (199) y dicho cuerpo (191); dicho dispositivo (1) comprendiendo además unos topes de guiado (197) dispuestos para limitar el desplazamiento de dicha pieza móvil (190) a lo largo de dicha recta; en el que, en dicha posición de trabajo, dicho muelle (196) se encuentra comprimido entre dicha balona y dichos topes de guiado (197). 18- Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por que dicho interruptor de vacío (150) está dispuesto verticalmente, de forma que dicho segundo terminal (154) móvil está dispuesto desplazable en dirección vertical, y en el que dicho fusible (103) está dispuesto encima de dicho interruptor de vacío (150). 19- Base (2) portafusiles tripolar provista de por lo menos un dispositivo (1) de seguridad eléctrica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18.
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