ES2197434T3 - Dispositivo de proteccion contra las sobretensiones con elementos de descarga en paralelo, comprendiento cada uno una inductancia. - Google Patents
Dispositivo de proteccion contra las sobretensiones con elementos de descarga en paralelo, comprendiento cada uno una inductancia.Info
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract
DISPOSITIVO DE PROTECCION DE LOS EQUIPOS ELECTRICOS Y/O ELECTROTECNICOS CONTRA SOBRETENSIONES TRANSITORIAS, PARA REDES DE DISTRIBUCION ELECTRICA DE TIPO T-T, CARACTERIZADO PORQUE ESTA CONSTITUIDO POR MEDIOS (E1, E2) QUE FORMAN UN CHISPOMETRO INTERPUESTOS ENTRE LA LINEA DE NEUTRO (N) Y LA LINEA DE TIERRA (T), ASI COMO MEDIOS QUE FORMAN UNA RESISTENCIA VARIABLE (V10) INTERPUESTOS ENTRE LA(S) LINEA(S) DE FASE Y LA LINEA DE TIERRA, Y PORQUE LA(S) LINEA(S) DE FASE (PH) Y LA LINEA DE TIERRA (T) ESTAN EN CIRCUITO ABIERTO.
Description
Dispositivo de protección contra las
sobretensiones con elementos de descarga en paralelo, comprendiendo
cada uno una inductancia.
La presente invención se refiere al campo de los
dispositivos de protección de equipos electrónicos y/ o
electrotécnicos, contra las sobretensiones transitorias.
Más particularmente, la invención se refiere al
campo de los dispositivos de protección a base de pararrayos que
comprenden por lo menos una varistancia, para red de distribución
eléctrica del tipo T-T.
Se recuerda que las redes de distribución de tipo
T-T son unas instalaciones en las que el neutro
está unido a tierra a la altura del poste fuente, mientras que la
masa de las instalaciones está unida a tierra.
Es sabido que en tales redes resulta imperativo
evitar que un defecto en un elemento pararrayos dispuesto entre la
línea de neutro y la línea de tierra pueda tener como consecuencia
que conecte de forma permanente la línea de neutro con la línea de
tierra.
Para resolver este problema, ya han sido
propuestas diferentes soluciones por parte de la solicitante de la
patente, en particular en su patente francesa nº 2 716 044.
En las soluciones de esta patente, se proponía en
particular unir la línea de fase con la línea de neutro y con la
línea de tierra por medio de varistancias, mientras que la línea de
neutro estaba unida con la línea de tierra por medio de un elemento
de descarga.
Para soportar unas grandes descargas de rayo,
este elemento de descarga estaba dispuesto convenientemente en
serie con un fusible de protección y de desconexión.
Un fusible como éste -que presenta por ejemplo
una estructura del tipo como el que se describe en la solicitud de
patente francesa de la solicitante depositada con el número 96
14660 - es poco común, voluminoso y caro.
La invención propone, en sí misma, un dispositivo
de protección contra las sobretensiones que se realiza a partir de
componentes que no presentan estos inconvenientes y que es
susceptible de resistir unas grandes descargas de rayo.
Se conoce ya por el documento ``
Summenstrom-Funkenstrecke fuer das
TT-System'' - Elektrotechnische Zeitschrift - ETZ,
vol. 117, nº 3, 1 febrero 1996, página 7 XP000555687 un dispositivo
de protección de los equipos electrónicos y/o electrotécnicos
contra las sobretensiones transitorias, para redes de distribución
eléctrica del tipo T-T, constituidas por medios (E1,
E2) que forman unos elementos de descarga interpuestos entre la
línea de neutro (N) y la línea de tierra (T), así como unos medios
que forman varistancias (V10; V11, V12) interpuestas entre la (o
las) línea(s) de fase y la línea de neutro, la (o las)
línea(s) de fase (Ph; Ph1, Ph2, Ph3) y la línea de tierra (T)
estando el circuito abierto.
La invención propone, en sí misma, un dispositivo
de protección de equipos electrónicos y/o electrotécnicos contra
las sobretensiones transitorias, para redes de distribución
eléctrica de tipo T-T, constituido por medios (E1,
E2) que forman unos elementos de descarga interpuestos entre la
línea de neutro (N) y la línea de tierra (T), así como unos medios
que forman unas varistancias (V10; V11, V12) interpuestas entre la
(o las) línea(s) de fase y la línea de neutro, la (o las)
línea(s) de fase (Ph; Ph1, Ph2, Ph3) y la línea de tierra
(T) estando el circuito abierto, caracterizado porque los medios
que forman el elemento de descarga comprenden por lo menos dos ramas
que están montadas en paralelo y que comprenden cada una un
elemento de descarga (E1, E2) en serie con una inductancia (I1,
I2).
Este dispositivo es convenientemente completado
por las diferentes características que siguen tomadas por separado
o según todas sus combinaciones técnicamente posibles:
- -
- los medios que forman el elemento de descarga comprenden por lo menos dos ramas que se montan en paralelo y que comprenden cada una un elemento de descarga en serie con una inductancia;
- -
- comprende unos medios de desconexión sensibles al estado de los elementos de descarga;
- -
- estos medios de desconexión están asociados de forma individual con cada elemento de descarga;
- - los medios de desconexión están constituidos por desconectores térmicos.
Otras características y ventajas de la invención
se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción
siguiente. Esta descripción es puramente ilustrativa y no
limitativa. Tiene que ser leída mirando los dibujos adjuntos en los
que:
- -
- la figura 1 ilustra un modo de realización posible de la invención;
- -
- la figura 2 ilustra un segundo modo de realización posible de la invención;
- -
- la figura 3 ilustra un tercer modo de realización posible de la invención.
En la figura 1, las referencias N, T y Ph
designan respectivamente las líneas de neutro, de tierra y de
fase.
El dispositivo ilustrado en esta figura 1
comprende una varistancia V10 interpuesta entre la línea de neutro
N y la línea de fase Ph.
La línea de neutro N está unida con la línea de
tierra T por dos ramas paralelas que comprenden cada una un
elemento de descarga en serie con una inductancia.
Los elementos de descarga han sido referenciados
como E1 y E2, y las inductancias como I1 e I2.
Se dispone así de un dispositivo de protección
contra las sobretensiones transitorias que corresponde a un esquema
eléctrico sensiblemente equivalente a los que se describen en la
patente FR 2 716 044, con referencia a sus figuras 4 a 6, que
presenta como diferencias principales:
- -
- que la línea de fase Ph y la línea de tierra T están en circuito abierto;
- -
- que el elemento de descarga está desdoblado y está constituido por dos elementos de descarga de la mitad de capacidad montados en paralelo.
Suprimiendo la varistancia entre la línea de fase
Ph y la línea de tierra T, se elimina un componente y se aumenta en
consecuencia la fiabilidad del sistema.
También se disminuye la corriente de fuga a
tierra y se aumenta la seguridad de la instalación.
Por otra parte, no se degrada el nivel de
protección de la rama fase - tierra, puesto que el nivel de
protección de esta rama corresponde al máximo nivel de tensión de
la tensión de cebado de los dos elementos de descarga E1, E2 y de la
tensión residual en la varistancia V10.
La varistancia V10 se escoge de forma que
presente una tensión residual baja, típicamente de 275 voltios,
para unas tensiones de cebado para el conjunto que constituyen los
elementos de descarga E1, E2 del orden de 600 a 800 voltios.
El desdoblamiento del elemento de descarga
permite, en sí mismo, disponer de un elemento de descarga de gran
capacidad realizado a partir de componentes fácilmente
disponibles.
Los elementos de descarga E1 y E2 son por ejemplo
unos elementos de descarga a gas que el constructor garantiza para
soportar 20 veces su corriente nominal, por ejemplo 20 x 10 kA bajo
una descarga transitoria de forma 8 / 20.
Las inductancias I1 e I2 tienen unos valores
pequeños (inferiores a 1 \muH).
El funcionamiento del dispositivo que acaba de
ser descrito es el siguiente:
- -
- unos de los elementos de descarga E1, E2 se ceba primera con la descarga del rayo,
- -
- la corriente del rayo circula entonces por la rama E1-I1 o E2-I2 que le corresponda,
- -
- de esta forma se crea una tensión debida a la variación de la intensidad en la inductancia,
- -
- el segundo elemento de descarga se ceba entonces, gracias al adecuado dimensionado de la inductancia.
Debe destacarse que el pequeño valor de la
inductancia permite evitar que se degrade en nivel de
protección.
Por supuesto que son posibles otras variantes de
realización de la invención.
Especialmente, el dispositivo puede comprender
entre la línea de neutro N y la línea de tierra T un número mayor
de ramas que comprenden en serie un elemento de descarga y una
inductancia.
Asimismo, se puede prever entre la línea e tierra
T y un nudo común a las ramas que la unen con la línea de neutro N
o incluso en cada una de las mencionadas ramas un fusible que es
por ejemplo un desconector térmico DT. Tales dispositivos de
desconexión permiten aumentar la seguridad de la instalación.
También, tal como se ha ilustrado en la figura 2,
la rama entre la línea de fase Ph y la línea de neutro N puede
comprender dos varistancias V11, V12 en paralelo y unos medos de
desconexión DT_{V11}, DT_{V12} - por ejemplo desconectores
térmicos - sensibles al estado de estas varistancias y adaptados
para desconectar individualmente cada varistancia al final de su
vida. Dicha estructura es por ejemplo del tipo descrito por la
solicitante de la patente en su solicitud de patente francesa
presentada con el nº 94 14586.
En el ejemplo ilustrado en esta figura 2, unos
desconectores térmicos DT_{E1} y DT_{E2} están montados
respectivamente en cada una de las ramas entre la línea de neutro N
y la línea de tierra T en serie con los elementos de descarga E1 y
E2.
Se dispone así de medios de desconexión asociados
de forma individual a cada elemento de descarga.
Por supuesto que, tal como se ilustra en la
figura 3, la invención es también de aplicación para la protección
de circuitos trifásicos.
En el ejemplo ilustrado en esta figura 3, las
tres líneas de fase Ph 1 a Ph 3 están unidas por unas varistancias
referenciadas como V10, V20 y V30 respectivamente con la línea de
neutro N.
La línea de neutro N está ella misma unida con la
línea de tierra T por medio de dos ramas paralelas que comprenden
cada una un elemento de descarga E1 (resp. E2) en serie con una
inductancia I1 (resp. I2).
Claims (4)
1. Dispositivo de protección de equipos
electrónicos y/ o electrotécnicos contra sobretensiones
transitorias, para redes de distribución eléctrica del tipo
T-T, constituido por unos medios (E1, E2) que forman
los elementos de descarga interpuestos entre la línea de neutro (N)
y la línea de tierra (T), así como por unos medios que forman unas
varistancias (V10; V11, V12) interpuestas entre la (o las )
línea(s) de fase y la línea de neutro, la (o las)
línea(s) de fase (Ph; Ph1, Ph2, Ph3) y la línea de tierra
(T) estando el circuito abierto, caracterizado porque los
medios que forman el elemento de descarga comprenden por lo menos
dos ramas que están conectadas en paralelo y que comprenden cada
una un elemento de descarga (E1, E2) en serie con una inductancia
(I1, I2).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende unos medios de desconexión
(DT_{E1}, DT_{E2}) sensibles al estado de los elementos de
descarga.
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque dichos medios de desconexión (DT_{E1},
DT_{E2}) están asociados de forma individual a cada elemento de
descarga.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
2 y 3, caracterizado porque los medios de desconexión
(DT_{E1}, DT_{E2}) están constituidos por desconectores
térmicos.
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