ES2217060T3 - Elemento de proteccion contra sobretensiones. - Google Patents
Elemento de proteccion contra sobretensiones.Info
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Abstract
Elemento de protección contra sobretensiones para la descarga de sobretensiones transitorias con dos electrodos (3, 4) dispuestos paralelamente entre sí que presentan cada uno una conexión de corriente (1, 2), un descargador por perforación (5) efectivo entre los electrodos (3, 4) y una carcasa (6) que aloja a los electrodos (3, 4), donde la carcasa (6) que aloja a los electrodos (3, 4) está realizada de modo cerrado, a prueba de presión y resistente a la presión y presenta una camisa cilíndrica de carcasa (7) y dos bridas de la carcasa (8, 9) respectivamente previstas en un extremo de la camisa de la carcasa (7), caracterizado porque la carcasa (6) está dispuesta en un cilindro externo de presión (10).
Description
Elemento de protección contra sobretensiones.
La invención se refiere a un elemento de
protección contra sobretensiones para la descarga de sobretensiones
transitorias, con dos electrodos paralelamente dispuestos uno
respecto del otro, de los que cada uno presenta una conexión de
corriente, un descargador por perforación efectivo entre los
electrodos y una carcasa que aloja a los electrodos, en donde la
carcasa que aloja a los electrodos es de terminación cerrada, así
como a prueba de presión y resistente a la presión, presentando la
carcasa una camisa cilíndrica y dos bridas de carcasa previstas
respectivamente en un extremo de la camisa de la carcasa. Tal
elemento de protección contra sobretensiones, se conoce por ejemplo
del documento DE 919 056 C.
Los circuitos eléctricos, pero especialmente
circuitos electrónicos de medición, control, regulación y
conmutación, ante todo también los equipamientos y las
instalaciones de telecomunicación, son sensibles a sobretensiones
transitorias, como las que pueden presentarse por descargas
atmosféricas, es decir corrientes de relámpagos, pero también por
cortocircuitos y conmutaciones en redes de suministro de energía.
Esta sensibilidad se incrementó en la medida en que se emplean
piezas componentes electrónicas, en especial transistores y
tiristores; ante todo y en gran medida, las sobretensiones
transitorias ponen en peligro los circuitos integrados que desde
hace muchos años se emplean cada vez más.
Además del elemento de protección contra
sobretensiones del cual parte la invención, es decir un elemento
tal con un descargador por perforación, existen elementos de
protección contra sobretensiones con un descargador por
contorneamiento, en los que al actuar se presenta una descarga
deslizante (compárense los documentos DE 27 18 188 A1, DE 29 34 236
A1 y DE 31 01 354 A1).
Los elementos de protección contra sobretensiones
del tipo como del que parte la invención, es decir aquellos con un
descargador por perforación, presentan frente a los elementos de
protección contra sobretensiones con un descargador por
contorneamiento la ventaja de una superior capacidad de resistencia
a una sobrecorriente momentánea, pero exhiben la desventaja de una
tensión de reacción más elevada y no demasiado constante.
Hasta ahora se han desarrollado diferentes
elementos de protección contra sobretensiones con un descargador
por perforación que fueron mejorados también en cuanto a la
tensión de reacción (compárense los documentos DE 41 41 681 A1, DE
41 41 682 A1, DE 42 44 051 A1 y DE 44 02 615 A1).
El elemento de protección contra sobretensiones
conocido del documento DE 44 02 615 A1 ya adquirió en la práctica
una considerable importancia, es fabricado por la solicitante y
comercializado bajo la denominación FLASHTRAB FLT (compárese el
catálogo '98/99 de la empresa Phoenix Contact GmbH & Co.,
catálogo parcial 7
"TRABTECH Protector contra Sobretensiones" ["TRABTECH Überspannungsschutz"] y las aclaraciones allí ofrecidas con referencia a la problemática de las sobretensiones, especialmente en las páginas 3 a 5 y en las páginas 12 a 17). En este elemento de protección contra sobretensiones conocido, cada electrodo presenta un soporte de conexión y una punta para el salto de chispa en ángulo agudo respecto del soporte de conexión y forman juntas las puntas para el salto de chispa de ambos electrodos -dispuestos distantes entre sí- el descargador por perforación. En este caso se prevé entre los extremos opuestos de los soportes de conexión de los dos electrodos, un elemento auxiliar de encendido que activa una descarga deslizante. Adicionalmente puede extraerse del documento DE 44 02 615 A1 el hecho que resulta ventajoso si las puntas para el salto de chispa de los electrodos estén provistos de una perforación en sus áreas próximas a los soportes de conexión.
"TRABTECH Protector contra Sobretensiones" ["TRABTECH Überspannungsschutz"] y las aclaraciones allí ofrecidas con referencia a la problemática de las sobretensiones, especialmente en las páginas 3 a 5 y en las páginas 12 a 17). En este elemento de protección contra sobretensiones conocido, cada electrodo presenta un soporte de conexión y una punta para el salto de chispa en ángulo agudo respecto del soporte de conexión y forman juntas las puntas para el salto de chispa de ambos electrodos -dispuestos distantes entre sí- el descargador por perforación. En este caso se prevé entre los extremos opuestos de los soportes de conexión de los dos electrodos, un elemento auxiliar de encendido que activa una descarga deslizante. Adicionalmente puede extraerse del documento DE 44 02 615 A1 el hecho que resulta ventajoso si las puntas para el salto de chispa de los electrodos estén provistos de una perforación en sus áreas próximas a los soportes de conexión.
En la realización práctica, el elemento de
protección contra sobretensiones anteriormente mencionado y
conocido a partir del documento DE 44 02 615 A1, está conformado de
tal manera que, por un lado, tiene capacidad de transmitir
corriente transitoria de 100 kA mientras que, por otro lado, es
adecuado para la extinción de corrientes secuenciales de red hasta
el rango de los 100 A.
Es ahora misión de la invención poner a
disposición un elemento de protección contra sobretensiones del
tipo según la especie que sea de una estructura sencilla y
económica, que en su fabricación pueda adecuarse fácilmente a
diferentes exigencias y que también conserve su correcto
funcionamiento después de varias operaciones.
El elemento de protección contra sobretensiones
según la invención se caracteriza en principio y esencialmente
porque la carcasa está dispuesta en un cilindro externo de
presión.
En lo puntual existen distintas posibilidades de
configurar y desarrollar el elemento de protección contra
sobretensiones según la invención. Para ello se remite, por un
lado, a las reivindicaciones subordinadas a la reivindicación 1,
por otro lado, a un ejemplo de realización de especial preferencia
que a continuación se explica con relación al dibujo. En el dibujo
muestran la
Fig. 1 un corte longitudinal a través de un
ejemplo de realización de especial preferencia de un elemento de
protección contra sobretensiones según la invención,
Fig. 2 el elemento de protección contra
sobretensiones según la Fig. 1, después de abierto el cilindro de
presión, que aloja la carcasa propiamente dicha, y
Fig. 3 el elemento de protección contra
sobretensiones según las Figs. 1 y 2 con la carcasa abierta.
El elemento de protección contra sobretensiones
según la invención representado en las figuras es útil para la
descarga de sobretensiones transitorias y para la limitación de
sobrecorrientes momentáneas, en especial de corrientes de
relámpagos, así como para la extinción de corrientes secuenciales
de red. Pueden descargarse corrientes de relámpagos de hasta 100 kA
y extinguirse corrientes secuenciales de red de típicamente 3 a 4
kA, como máximo de 25 kA o incluso de 50 kA.
El elemento de protección contra sobretensiones
se compone en su estructura esencial de dos electrodos 3, 4 que
presentan respectivamente una conexión de corriente 1, 2, un
descargador por perforación 5 eficaz entre los electrodos 3, 4 y
una carcasa 6 que aloja los electrodos 3, 4.
Tal como indican las figuras, los electrodos 3, 4
están dispuestos paralelamente entre sí. Los electrodos 3, 4 están
dispuestos en forma adyacente; en consecuencia, sus ejes
longitudinales no coinciden. En el ejemplo de realización
representado, los electrodos 3, 4 están realizados en forma
cilíndrica; presentan una sección circular.
Tal como indican las Figs. 1 y 3, para el ejemplo
de realización representado de un elemento de protección contra
sobretensiones según la invención, se advierte que los electrodos
3, 4 presentan secciones diferentes a lo largo de su extensión; los
electrodos 3, 4 tienen entonces secciones de electrodos 3a, 3b, 3c,
3d y 3e, o bien 4a, 4b, 4c, 4d y 4e. En este caso, las secciones de
electrodos 3c y 4c tienen el diámetro mayor. Entre las secciones de
electrodos 3c y 4c existe entonces la menor distancia, de modo que
entre las secciones de electrodos 3c y 4c se configura el
descargador por perforación 5.
En un elemento de protección contra
sobretensiones, las conexiones de corriente de ambos electrodos
pueden ubicarse del mismo lado. Sin embargo, en el ejemplo de
realización representado, las conexiones de corriente 1 o bien 2 de
ambos electrodos 3 o bien 4, se ubican en lados opuestos. Ellos se
extienden paralelamente entre sí, tal como se reconoce sin más de
las figuras. No obstante también son factibles ejemplos de
realización, en los que las conexiones de corriente de ambos
electrodos se extiendan en un ángulo agudo entre sí.
Para el correcto funcionamiento del elemento de
protección contra sobretensiones según la invención, resulta
especialmente ventajoso que, lo que las figuras no muestran, esté
revestido el espacio interior de la carcasa 6 que aloja a los
electrodos 3, 4, donde el revestimiento sea preferentemente de
POM-teflón.
El ejemplo de realización de un elemento de
protección contra sobretensiones según la invención representado en
las figuras es especialmente ventajoso en tanto la carcasa 6 que
aloja a los electrodos 3, 4 está realizada de modo cerrado y a
prueba de presión. En particular, la carcasa 6 que aloja a los
electrodos 3, 4 se compone de una camisa cilíndrica de carcasa 7 y
dos bridas de carcasa 8, 9 previstas en el extremo respectivo de la
camisa de la carcasa 7.
En el ejemplo de realización representado, en la
estructura anteriormente descrita de la carcasa 6 que aloja a los
electrodos 3, 4, se logró la resistencia a la presión de la carcasa
6 junto con un cilindro externo de presión 10. En lo particular
rige que el cilindro de presión 10 presenta una vaina de presión
11, la vaina de presión 11 está provista de un lado de una rosca
externa 12 y del otro lado con una brida saliente hacia adentro 13,
que está prevista una tuerca de racor 14 y que la tuerca de racor
14 está roscada en la vaina de presión 11.
La fabricación del elemento de protección contra
sobretensiones, es decir la fabricación de las piezas individuales
y el ensamblado de esas piezas individuales, es extremadamente
sencilla y con ello económica. En las conexiones de corriente 1, 2,
los electrodos 3, 4, las piezas individuales de la carcasa 6, es
decir la camisa de la carcasa 7 y las bridas de la carcasa 8, 9,
así como las piezas individuales del cilindro externo de presión
10, o sea de la vaina 11 y de la tuerca de racor 14, se trata de
partes de rotación simétrica, las cuales están disponibles sin más
o pueden producirse en serie como piezas torneadas en
máquinas-herramienta modernas.
Como lo muestra en especial la Fig. 1, cada brida
de la carcasa 8, 9 está provista tanto de una perforación de paso
15, 16 como de una perforación ciega 17, 18. Las bridas de la
carcasa 8, 9 así conformadas, permiten entonces tanto el paso de
las conexiones de corriente 1, 2, como también -del respectivo lado
contrario- la ubicación en el extremo de los electrodos 3, 4, es
decir en el sector de las secciones de electrodos 3e, 4e.
Para el ejemplo de realización representado y
especialmente ventajoso de un elemento de protección contra
sobretensiones según la invención, rige que las bridas de la
carcasa 8, 9 pueden ajustarse herméticamente contra la camisa
cilíndrica de la carcasa 7 por medio del cilindro exterior de
presión 10, es decir, enroscando la tuerca de racor 14 en la vaina
de presión 11.
En el elemento de protección contra
sobretensiones según la invención, la carcasa 6 que aloja a los
electrodos 3, 4 puede presentar aire como gas de extinción; sin
embargo, también puede estar provisto de algún otro gas de
extinción conocido, por ejemplo de SF_{6}. Por lo demás, el gas
de extinción puede estar sometido a presión atmosférica en la
carcasa 6 que aloja a los electrodos 3, 4, aunque es factible
también para el ejemplo de realización descrito que la carcasa 6
que aloja a los electrodos 3, 4 esté realizada a prueba de presión
y resistente a la presión, que el gas de extinción esté sometido a
una presión distinta a la presión atmosférica.
Claims (6)
1. Elemento de protección contra sobretensiones
para la descarga de sobretensiones transitorias con dos electrodos
(3, 4) dispuestos paralelamente entre sí que presentan cada uno una
conexión de corriente (1, 2), un descargador por perforación (5)
efectivo entre los electrodos (3, 4) y una carcasa (6) que aloja a
los electrodos (3, 4), donde la carcasa (6) que aloja a los
electrodos (3, 4) está realizada de modo cerrado, a prueba de
presión y resistente a la presión y presenta una camisa cilíndrica
de carcasa (7) y dos bridas de la carcasa (8, 9) respectivamente
previstas en un extremo de la camisa de la carcasa (7),
caracterizado porque
la carcasa (6) está dispuesta en un cilindro
externo de presión (10).
2. Elemento de protección contra sobretensiones
de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el
cilindro de presión (10) presenta una vaina de presión (11), de un
lado la vaina de presión (11) está provista de una rosca externa
(12) y del otro lado de una brida (13) que sale hacia adentro, está
prevista una tuerca de racor (14) y la tuerca de racor (14) está
enroscada sobre la vaina de presión (11).
3. Elemento de protección contra sobretensiones
de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado
porque la carcasa (6) que aloja a los electrodos (3, 4) presenta
aire como gas de extinción.
4. Elemento de protección contra sobretensiones
de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque
la carcasa (6) que aloja a los electrodos (3, 4) presenta SF_{6}
como gas de extinción.
5. Elemento de protección contra sobretensiones
de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque el gas de extinción está sometido a
presión atmosférica.
6. Elemento de protección contra sobretensiones
de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque el gas de extinción está sometido a una
presión distinta de la presión atmosférica.
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