ES2294260T3 - AERIAL FOR TRAIN WITH PROTECTIVE MEANS AGAINST HIGH VOLTAGES. - Google Patents
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Abstract
Description
Antena para tren con medios protectores contra altas tensiones.Antenna for train with protective means against high tensions
La presente invención hace referencia a una antena para trenes.The present invention refers to a antenna for trains.
En la actualidad, las antenas están generalmente provistas de dispositivos que permiten protegerlas de llamadas cargas estáticas que pueden acumularse en las varas radiantes.Currently, the antennas are generally provided with devices that allow to protect them from calls static charges that can accumulate in radiant rods.
Tales dispositivos están constituidos generalmente por un inductor, que está formado según procedimientos conocidos per se y está interpuesto entre la vara radiante y el suelo para descargar las cargas estáticas hacia el suelo.Such devices are generally constituted by an inductor, which is formed according to procedures known per se and is interposed between the radiating rod and the ground to discharge the static charges to the ground.
Por lo tanto, la presencia del inductor permite eliminar el peligro que pudiera ocurrir de la conducción de las cargas hacia dispositivos conectados a la antena, es decir, corriente abajo del cable alimentador, y sobre los que varios empleados realizando varias tareas trabajan.Therefore, the presence of the inductor allows eliminate the danger that could occur from driving charges to devices connected to the antenna, that is, downstream of the power cable, and on which several Employees performing various tasks work.
Puesto que las cargas estáticas son bastante débiles, el inductor no tiene que soportar corrientes fuertes, porque a medida que las cargas alcanzan la antena son inmediatamente disipadas al suelo antes de que puedan acumularse y de esta forma volverse potencialmente peligrosas para el personal.Since static charges are quite weak, the inductor does not have to withstand strong currents, because as the charges reach the antenna they are immediately dissipated to the ground before they can accumulate and in this way become potentially dangerous for staff.
Por esta razón, los inductores actualmente
utilizados para eliminar cargas estáticas están generalmente
constituidos por un alambre que tiene una sección transversal
bastante pequeña, y están formados para soportar generalmente el
flujo de una corriente comprendida entre 2 y 100 amperios según el
tipo y tamaño de antena siendo conside-
rada.For this reason, the inductors currently used to eliminate static charges are generally constituted by a wire that has a fairly small cross section, and are formed to generally withstand the flow of a current between 2 and 100 amps depending on the type and size of antenna being considered
Rada
Sin embargo, las antenas utilizadas en los trenes pueden estar sometidas no sólo a cargas estáticas sino también a voltajes o corrientes dinámicas, tales como las llevadas por cables de alta tensión suspendidos de torres de tendido eléctrico o por líneas eléctricas que suministran energía a los trenes.However, the antennas used in the trains may be subject not only to static loads but also at voltages or dynamic currents, such as those carried by high voltage cables suspended from laying towers electric or by power lines that supply power to trains
Además, debería señalarse que el riesgo es aumentado por el hecho de que las antenas utilizadas en los trenes están generalmente localizadas en las regiones superiores y posiblemente en regiones que están libres de obstáculos.In addition, it should be noted that the risk is increased by the fact that the antennas used in trains they are generally located in the upper regions and possibly in regions that are free of obstacles.
A partir de la descripción anterior resulta evidente que actualmente una antena para trenes está particularmente expuesta al peligro de descarga eléctrica, que es extremadamente peligrosa no tanto por la posible destrucción de la antena sino más bien por las consecuencias que tales descargas pueden causar al personal utilizando los servicios de la antena en los trenes.From the above description it turns out It is evident that currently an antenna for trains is particularly exposed to the danger of electric shock, which is extremely dangerous not so much for the possible destruction of the antenna but more well for the consequences that such downloads can cause staff using antenna services on trains.
Si una antena accidentalmente hace contacto, por ejemplo, con una línea de alto voltaje, la corriente llevada por la línea, en contacto con la antena, de hecho hunde inmediatamente el inductor de toma de tierra y por lo tanto descarga a lo largo del alimentador de antena.If an antenna accidentally makes contact, then for example, with a high voltage line, the current carried by the line, in contact with the antenna, in fact immediately sinks the grounding inductor and therefore discharge along the antenna feeder
Resulta evidente que este fenómeno conlleva como consecuencia, el transporte de alto voltaje a la cercanía de operadores, con gran peligro para su seguridad.It is clear that this phenomenon entails as Consequently, high voltage transport near operators, with great danger to their safety.
Con el fin de solucionar el inconveniente mencionado anteriormente, se han diseñado antenas en las que se ha intentado aumentar la llamada robustez.In order to solve the inconvenience mentioned above, antennas have been designed in which tried to increase the robustness call.
Sin embargo, en la aplicación descrita anteriormente estas soluciones son difíciles de utilizar, esencialmente por el hecho de que con el fin de asegurar la indestructibilidad del inductor, puesto que las líneas de alto voltaje pueden llevar corrientes con decenas de miles de amperios, sería necesario formar tal inductor con diámetros de alambre de aproximadamente diez centímetros.However, in the application described previously these solutions are difficult to use, essentially because of the fact that in order to ensure the inductor indestructibility, since the high lines voltage can carry currents with tens of thousands of amps, it would be necessary to form such an inductor with wire diameters of approximately ten centimeters.
Resulta inmediatamente evidente que tal enfoque es difícil de proveer, en primer lugar debido a las dimensiones muy problemáticas del inductor y en segundo lugar por el hecho de que trabajando frecuentemente con antenas operando en una frecuencia de alrededor de 900 MHz (por ejemplo en la banda GSM), las dimensiones del inductor no permitirían ya la resonancia de la antena, puesto que serían físicamente mayores que las longitudes de onda relacionadas con estas frecuencias.It is immediately evident that such an approach it is difficult to provide, first of all due to the very dimensions problematic of the inductor and secondly because of the fact that working frequently with antennas operating at a frequency of around 900 MHz (for example in the GSM band), the dimensions of the inductor would no longer allow antenna resonance, since that would be physically greater than wavelengths related to these frequencies.
De modo acorde, hay comercialmente disponibles antenas que también son utilizadas como antenas de trenes y están provistas de dispositivos de seguridad constituidos por inductores "de compromiso", que sin embargo no aseguran la seguridad del operador.Accordingly, they are commercially available antennas that are also used as train antennas and are provided with safety devices consisting of inductors "of commitment", which however do not ensure the safety of operator.
DE 25 50 915, GB 255 987 y US-A-5 122 921 muestran todas una antena con un circuito protector.DE 25 50 915, GB 255 987 and US-A-5 122 921 show all a antenna with a protective circuit.
DE-201 06 188 y US-4 395 713 muestran un recinto para el elemento radiante de la antena.DE-201 06 188 and US-4 395 713 show an enclosure for the element Radiant antenna.
"Resettable fuses" Automotive Engineering, society of Automotive Engineers, Warrendale, US, vol. 104, No. 9, del 1 de Septiembre de 1996 (1996-09-01), páginas 137-139, XP000627074 ISSN: 0098-2571 muestra la acción de reajuste de dispositivos PTC basados en polímeros, tales como fusibles reajustables, que pueden ser ventajosos en vehículos."Resettable fuses" Automotive Engineering, society of Automotive Engineers, Warrendale, US, vol. 104, No. 9, from September 1, 1996 (1996-09-01), pages 137-139, XP000627074 ISSN: 0098-2571 shows the reset action of PTC devices based on polymers, such as resettable fuses, which can be advantageous in vehicles.
US-3 968 411 muestra un dispositivo de protección transmisor-receptor.US-3 968 411 shows a Transceiver receiver protection device.
Un objeto de la presente invención es proveer una antena de tren que asegure la seguridad del operador incluso si es sometida a descargas eléctricas intensas, asegurando la óptima capacidad receptora del elemento radiante.An object of the present invention is to provide a train antenna that ensures operator safety even if It is subjected to intense electric shocks, ensuring optimum receiving capacity of the radiant element.
Otro objeto de la presente invención es proveer una antena de tren que tenga una estructura muy simple a costes de producción competitivos.Another object of the present invention is to provide a train antenna that has a very simple structure at the cost of competitive production.
Estos objetos que resultarán aparentes de mejor modo a continuación se consiguen mediante una antena de tren tal y como se define en la reivindicación 1.These objects that will be apparent better mode are then achieved by a train antenna such and as defined in claim 1.
De forma ventajosa, una antena según la invención está caracterizada por el hecho de que la unidad descargadora comprende un descargador provisto de dos electrodos encarados entre sí.Advantageously, an antenna according to the invention is characterized by the fact that the unit Discharger comprises a discharger equipped with two electrodes facing each other.
Convenientemente, una antena según la presente invención está caracterizada por el hecho de que comprende medios para ajustar la distancia entre dicho par de electrodos encarados según la tensión de disparo crítica.Conveniently, an antenna according to the present invention is characterized by the fact that it comprises means to adjust the distance between said pair of facing electrodes according to the critical firing voltage.
Otras características y ventajas de la invención resultarán aparentes de mejor modo a partir de la descripción de ejemplos de realización preferidos pero no exclusivos de una antena según la invención, ilustrados mediante ejemplo no limitador en los dibujos que acompañan, en los que:Other features and advantages of the invention they will be better apparent from the description of preferred but not exclusive embodiments of an antenna according to the invention, illustrated by non-limiting example in the accompanying drawings, in which:
La Figura 1 es un diagrama eléctrico de una antena de tren según la presente invención;Figure 1 is an electrical diagram of a train antenna according to the present invention;
La Figura 2 es una vista lateral elevada parcialmente de sección de un ejemplo de realización de una antena de tren según la invención; yFigure 2 is an elevated side view partially sectional of an example embodiment of an antenna train according to the invention; Y
La Figura 3 es una vista elevada posterior de la antena de tren según la invención mostrada en la Figura 2.Figure 3 is a rear elevation view of the train antenna according to the invention shown in Figure 2.
En los ejemplos de realización que siguen, características individuales, dadas con relación a ejemplos específicos, pueden de hecho ser intercambiadas con otras características diferentes que existen en otros ejemplos de realización.In the following embodiments, individual characteristics, given in relation to examples specific, can in fact be exchanged with others different characteristics that exist in other examples of realization.
Con referencia a las Figuras, una antena según la invención, generalmente designada por el número de referencia 1, comprende un elemento radiante 2, constituido por ejemplo por una vara, que está conectado a un cable alimentador 3 cuya intención es conectar la antena 1 a dispositivos que utilizan dicha antena 1.With reference to the Figures, an antenna according to the invention, generally designated by reference number 1, it comprises a radiating element 2, constituted for example by a rod, which is connected to a feeder cable 3 whose intention is connect antenna 1 to devices using said antenna 1.
El elemento radiante 2 está conectado a un inductor de toma de tierra 4.The radiating element 2 is connected to a grounding inductor 4.
Además, la antena 1 está provista de un recinto protector irrompible 10 para el elemento radiante 2.In addition, antenna 1 is provided with an enclosure unbreakable protector 10 for radiant element 2.
Además, según la presente invención, una antena 1 tiene un elemento fusible 6 que está interpuesto entre el elemento radiante 2 y el cable alimentador 3.In addition, according to the present invention, an antenna 1 has a fuse element 6 that is interposed between the radiant element 2 and the power cable 3.
En la práctica, según un ejemplo de realización preferido, el elemento fusible 6 tiene un primer extremo conector 6a que está conectado a una primera porción final 2a del elemento radiante 2 y un segundo extremo conector 6b que está conectado al cable alimentador 3.In practice, according to an embodiment example preferred, the fuse element 6 has a first connector end 6a which is connected to a first final portion 2a of the element radiant 2 and a second connector end 6b that is connected to the power cable 3.
Convenientemente, tal y como se muestra claramente en el diagrama eléctrico ilustrado en la Figura 1, la conexión al inductor 4 está provista en una región conectora que está localizada sustancialmente cerca del segundo extremo conector.Conveniently, as shown clearly in the electrical diagram illustrated in Figure 1, the connection to inductor 4 is provided in a connector region that is located substantially near the second end connector
Según otro aspecto importante de la invención, la primera porción final 2a del elemento radiante 2 está conectada a al menos una unidad descargadora de toma de tierra 7.According to another important aspect of the invention, the first final portion 2a of the radiant element 2 is connected to at least one ground discharge unit 7.
Según un ejemplo de realización preferido, la unidad descargadora de toma de tierra 7 puede estar constituida por un descargador que está provisto de dos electrodos 8a y 8b que están encarados entre sí.According to a preferred embodiment, the ground discharge unit 7 may be constituted by a arrester that is provided with two electrodes 8a and 8b that are facing each other.
Convenientemente, la antena 1 está provista de medios 9 para ajustar la distancia entre el par electrodos encarados 8a y 8b.Conveniently, antenna 1 is provided with means 9 to adjust the distance between the electrode pair faces 8a and 8b.
Por ejemplo, tal y como se muestra en las Figuras 2 y 3, uno de los dos electrodos, por ejemplo el electrodo 8a, puede estar soportado por un elemento roscado que está acoplado a una abrazadera 11: enroscar o desenroscar el elemento roscado mueve el electrodo 8a más cerca del electrodo 8b.For example, as shown in the Figures 2 and 3, one of the two electrodes, for example the electrode 8a, may be supported by a threaded element that is coupled to a clamp 11: screw or unscrew the threaded element moves electrode 8a closer to electrode 8b.
Ventajosamente, según un ejemplo de realización preferido el elemento fusible 6 puede estar constituido por un microfusible soportado por un circuito impreso.Advantageously, according to an embodiment example preferred the fuse element 6 may be constituted by a microfuse supported by a printed circuit.
En particular, se ha descubierto que las antenas 1 descritas anteriormente pueden operar en modo de banda única a una frecuencia comprendida entre 440 y 470 MHz o a una frecuencia comprendida entre 870 y 960 MHz. Sin embargo, una antena 1 puede también ser del tipo multibanda y más precisamente puede operar en banda doble o triple.In particular, it has been discovered that the antennas 1 described above can operate in single band mode at a frequency between 440 and 470 MHz or at a frequency between 870 and 960 MHz. However, an antenna 1 can also be of the multiband type and more precisely can operate in double or triple band.
El funcionamiento de la antena según la presente invención es como sigue.The operation of the antenna according to the present Invention is as follows.
Prácticamente de forma simultánea con el flujo de la corriente, el elemento fusible 6 se funde y vaporiza.Virtually simultaneous with the flow of the current, the fuse element 6 melts and vaporizes.
Si la antena 1, o más bien su elemento radiante 2 (o el recinto protector irrompible 10) colisiona con una línea de alto voltaje, la corriente fluye a través de la antena 1 siguiendo el camino constituido por el elemento radiante 2, el elemento fusible 6 y el inductor 4.If antenna 1, or rather its radiant element 2 (or unbreakable protective enclosure 10) collides with a line of high voltage, current flows through antenna 1 following the path constituted by the radiant element 2, the element fuse 6 and inductor 4.
Debido a la vaporización del elemento fusible 6, se establece un arco eléctrico que en cualquier caso limita la corriente que fluirá a través del inductor 4.Due to the vaporization of the fuse element 6, an electric arc is established that in any case limits the current that will flow through the inductor 4.
La corriente que fluye a través del inductor es además reducida por la acción del descargador.The current flowing through the inductor is also reduced by the action of the arrester.
La distancia entre los electrodos 8a y 8b es de hecho ventajosamente más corta que la longitud del arco eléctrico generado en el elemento fusible vaporizado 6, y esto conlleva el disparo de un arco eléctrico adicional entre las juntas de los electrodos 8a y 8b.The distance between electrodes 8a and 8b is made advantageously shorter than the length of the electric arc generated in the vaporized fuse element 6, and this entails the shot of an additional electric arc between the joints of the electrodes 8a and 8b.
Este disparo subsiguiente divide la corriente en dos arcos, con una consiguiente limitación mayor de la corriente que fluye a través del inductor 4, impidiendo su fusión.This subsequent shot divides the current into two arcs, with a consequent major current limitation flowing through inductor 4, preventing its fusion.
Todas las características de la invención que están descritas anteriormente como siendo ventajosas, convenientes o similares, pueden también ser omitidas o reemplazadas por equivalentes.All the features of the invention that are described above as being advantageous, convenient or similar, can also be omitted or replaced by equivalent.
De este modo, por ejemplo, el elemento fusible 6 puede ser reemplazado por un condensador de bajo voltaje, que cuando es sometido a alto voltaje es destruido, simulando la fusión del elemento fusible 6.Thus, for example, the fuse element 6 It can be replaced by a low voltage capacitor, which when subjected to high voltage is destroyed, simulating fusion of the fuse element 6.
La invención concebida de esta forma es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas ellas estando dentro del ámbito de las reivindicaciones anexadas.The invention conceived in this way is susceptible of numerous modifications and variations, all of them being within the scope of the appended claims.
En la práctica se ha descubierto que en todos los ejemplos de realización la invención ha conseguido el objetivo y los objetos pretendidos.In practice it has been discovered that in all the examples of embodiment the invention has achieved the objective and the intended objects.
En particular, se ha descubierto experimentalmente que una antena según la invención puede soportar el flujo de corrientes intensas durante tiempos del orden de una décima de segundo sin voltajes que sean peligrosos para los usuarios que aparecen en el cable alimentador.In particular, it has been discovered experimentally that an antenna according to the invention can support the flow of intense currents during times of the order of a tenth of a second without voltages that are dangerous for users that appear on the power cable.
Este resultado parece ser altamente satisfactorio también en relación con el hecho de que los dispositivos de seguridad (tales como disparadores) que operan en líneas de alto voltaje tienen tiempo de reacción del orden de centésimas de segundo.This result seems to be highly satisfactory also in relation to the fact that the safety devices (such as triggers) that operate in high voltage lines have reaction time of the order of hundredths of a second.
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