ES2208467T3 - Dispositivo de vigilancia termica de seguridad para conexiones de instalaciones electricas. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de vigilancia térmica de una conexión de una instalación eléctrica, estando esta instalación equipada con unos medios de protección o de detección de fuga a tierra, caracterizado porque comprende unos medios de conexión eléctrica (21, 65, 70) que conectan una conexión a vigilar a la toma de tierra de la instalación, siendo estos medios de conexión eléctrica susceptibles de provocar una fuga a tierra cuando la conexión a vigilar alcanza una temperatura crítica.

Description

Dispositivo de vigilancia térmica de seguridad para conexiones de instalaciones eléctricas.

La presente invención se refiere a un dispositivo de vigilancia térmica para una instalación eléctrica y más particularmente a un dispositivo sensible al calentamiento al que es sometido una conexión. Ver por ejemplo el documento nº US-A-2.056.118.

Se sabe que las instalaciones eléctricas están provistas de diferentes dispositivos de seguridad y en particular de unos dispositivos sensibles a los aumentos en la intensidad que recorre un circuito (fusibles y disyuntores) y unos dispositivos de detección de la fuga de corriente a tierra (dispositivos diferenciales).

La experiencia ha demostrado sin embargo que numerosos siniestros han sido provocados por el calentamiento de conexiones en mal estado. Ahora bien, estos defectos de conexión no están protegidos por los dispositivos de seguridad actuales y son casi en su totalidad indetectables tanto por los electricistas como por las oficinas de control en el momento en particular de la recepción de las obras. Este riesgo es tan importante en cuanto que la calidad de las conexiones sólo puede deteriorarse con el tiempo.

La presente invención tiene por objetivo remediar estos inconvenientes proponiendo un dispositivo de vigilancia térmica que sea sensible al calentamiento producido por una conexión defectuosa.

La presente invención tiene así por objeto un dispositivo de vigilancia térmica de una conexión de una instalación eléctrica, caracterizado porque comprende un primer elemento de enlace en relación térmica y eléctrica con una conexión a vigilar, un segundo elemento de enlace en relación eléctrica con la puesta en tierra de la instalación, unos medios de conexión eléctrica que unen entre sí los dos medios de enlace, y que son susceptibles de ocupar dos estados, a saber un primer estado o estado normal de funcionamiento en el cual son aislantes eléctricamente y un segundo estado, o estado de ruptura, en el que se vuelven eléctricamente conductores cuando alcanzan una temperatura crítica.

En un modo de realización de la invención los medios de conexión eléctricos son tales que cuando alcanzan la temperatura crítica pasan, de manera irreversible de un estado no conductor a un estado conductor.

Los medios de conexión podrán estar constituidos por un pistón conductor en relación eléctrica con el primer enlace, que es solicitado por unos medios elásticos hacia el segundo enlace, en oposición a unos medios de retención de fusibles en condiciones de fundirse en cuanto la conexión a vigilar alcanza la temperatura crítica.

Los medios de conexión podrán también estar constituidos por un elemento aislante del tipo termorretráctil, del que una cara, denominada anverso, está en contacto con el primer enlace y la segunda cara, denominada rereverso, está en contacto con el segundo enlace, siendo este elemento tal que, cuando la temperatura de la conexión a vigilar alcanza la temperatura crítica, se retracta desenmascarando así una superficie de contacto del primer enlace con la segunda.

En una variante de este modo de realización de la invención el dispositivo de vigilancia térmica comprende un palpador elástico y conductor que está enlazado eléctricamente a un segundo elemento de enlace y del cual un extremo libre contacta con el rereverso del elemento aislante termorretráctil en la superficie de contacto susceptible de ser desenmascarada.

El dispositivo de vigilancia térmica puede estar dispuesto en paralelo a los bornes de la conexión a vigilar pero también estar totalmente integrado en la misma. En un modo de realización de este tipo el primer elemento de enlace estará constituido por un constituyente mecánico de la conexión.

Se describirá a continuación, a título de ejemplos no limitativos, diversas formas de realización de la presente invención haciendo referencia al dibujo anexo en el cual:

La figura 1 es una vista en una sección longitudinal y transversal de un primer modo de realización de un dispositivo de vigilancia térmica según la invención.

La figura 2 es una vista en sección longitudinal y transversal de un segundo modo de realización de un dispositivo de vigilancia térmica según la invención.

La figura 3 es una vista en sección longitudinal y transversal de un tercer modo de realización de un dispositivo de vigilancia térmica según la invención que está integrado en la conexión a vigilar.

La figura 4 es una vista en sección transversal de un cuarto modo de realización de un dispositivo de vigilancia térmica según la invención que esté integrado en las conexiones a verificar de una toma de corriente.

El dispositivo de vigilancia térmica representado en la figura 1 está constituido por una caja 1 realizada en un material aislante tal como por ejemplo material plástico, que está perforada en un primer extremo por un alojamiento cilíndrico 3 que se prolonga hacia el otro extremo por un alojamiento cilíndrico 5 de igual eje y de mayor diámetro. El segundo extremo de la caja 1 comprende un resalte radial 7 perforado por un orificio radial 9.

El alojamiento 3 permite recibir un hilo eléctrico 11 cuyo conductor 12 está enlazado térmicamente y eléctricamente con una conexión a controlar situada en su proximidad inmediata y que no ha sido representada en el dibujo. La vaina 13 del hilo eléctrico 11 es suprimida en una cierta longitud con la finalidad de liberar el conductor 12, que recibe un guardacabos metálico 14 que está fijado sobre éste por engarzado. Este guardacabos se termina por un extremo 15 plegado transversalmente. El extremo 15 está perforado por un orificio axial 17 que recibe un vástago 19 de un pistón 21, estando provisto este pistón de una cabeza 23 de mayor diámetro y de una parte intermedia 25.

La parte 25 está rodeada por un resorte de compresión helicoidal 27 que, por un lado se apoya sobre la parte extrema 15 del guardacabos 3 y, por el otro lado, sobre la cabeza 23 del pistón 21, de tal manera que ejerce sobre la cabeza de este pistón un esfuerzo según la dirección de la flecha F. El extremo libre del vástago 19 del pistón 21 está horadado por una ranura circular 29 en la cual se ha depositado una arandela de material fusible 31. Este material fusible 31 asegura el mantenimiento del pistón 21 en posición en contra del esfuerzo de compresión ejercido sobre la cabeza 23 de éste por el resorte 27, de manera que en cuanto se suprime el esfuerzo de mantenimiento asegurado por la arandela 31 el pistón 21 es expulsado en la dirección de la flecha F. El material fusible que constituye la arandela 31 es tal que a una temperatura determinada, denominada temperatura crítica, la solicitación ejercida por el resorte 27 sobre la cabeza del pistón 23 es superior al esfuerzo de mantenimiento ejercido por la arandela fusible 31 de manera que el pistón es liberado.

El segundo extremo de la caja 1 recibe una pieza metálica 35 de forma cilíndrica que comprende un alojamiento axial 37 que recibe un conductor eléctrico 39 que está conectado a la toma de tierra de la instalación. El elemento 35 está perforado por un orificio fileteado que recibe un tornillo de apriete 36 que se coloca en el vaciado 9 del resalte 7, y que asegura la conexión de la pieza 35 con el conductor 39.

El mantenimiento en posición de la pieza 35 es asegurado por un lado por un encastramiento 41 en su parte superior en un vaciado correspondiente previsto en la caja 1 y por unos resaltes elásticos 43 previstos en el extremo de éste.

En estas condiciones el funcionamiento del dispositivo de vigilancia térmica se establece como se describe a continuación. Cuando la conexión, no representada en el dibujo a la cual está enlazado el conductor eléctrico 12 se calienta, el calor así producido es transmitido por el conductor y el guardacabos 13 a la arandela termofusible 31. Mientras que la temperatura a la que es sometida la arandela 31 se encuentre por debajo de la temperatura crítica, por construcción, la arandela 31 asegura el mantenimiento de pistón 21 en contra de la solicitación del resorte 27. En cuanto esta temperatura aumenta y alcanza la temperatura crítica, la arandela fusible 31 ya no asegura su función de mantenimiento, y el resorte 27 empuja el pistón 21 en el sentido de la flecha F para entrar en contacto con el elemento 35. En estas condiciones se asegura un enlace eléctrico entre la conexión y la toma de tierra del circuito de la conexión interesada provocando así corriente arriba el corte de la corriente por disparo del dispositivo diferencial.

Mientras que el usuario no haya hecho lo necesario para poner remedio al problema unido a su conexión, no podrá restablecer la corriente en la parte de su instalación protegida por el dispositivo diferencial interesado.

La presente invención permite así prevenir y señalar al usuario cualquier elevación anormal de la temperatura en las conexiones de su instalación que están provistas del dispositivo de vigilancia térmica según la invención.

En el modo de realización representado en la figura 2, la caja 44 está constituida por un material no conductor y comprende una parte cilíndrica anterior 45 y una parte posterior que forma un resalte 46. Como anteriormente, la parte 45 comprende un alojamiento cilíndrico axial 3 que recibe un extremo de un hilo eléctrico 11 cuyo conductor 12 es enlazado a una conexión eléctrica no representada en el dibujo y situada a proximidad del dispositivo. El extremo del hilo eléctrico 11 está provisto de un guardacabos 47 que es engarzado sobre el extremo del conductor 12 del hilo 11. El guardacabos 47 comprende un extremo anterior y superior que se extiende hacia el interior del alojamiento 3 y viene a topar contra una protuberancia interna 49 de la caja 44. El guardacabos 47 está bloqueado sobre su parte trasera por unos topes elásticos 51. La cara interna del guardacabos 47 está recubierta por una lámina 48 del tipo termorretráctil, es decir por una lámina que, cuando es llevada a una temperatura determinada se retrae.

La parte interna del resalte 46 está horadada por un vaciado 53 que recibe una pieza metálica 55, de forma complementaria, que es horadada por un alojamiento longitudinal 57 que recibe un conductor eléctrico 59 que está conectado a tierra.

Como en el modo de realización anterior, la conexión entre la pieza 55 y el conductor 59 está asegurada por un tornillo de apriete 61. La parte anterior e inferior del elemento 55 está horadada por una cavidad 63 que recibe un elemento metálico elástico 65 que está curvado radialmente en dirección del guardacabos 47, de manera que su extremo libre entre en contacto con la cara externa de la lámina termorretráctil 48.

En estas condiciones el funcionamiento del presente dispositivo de vigilancia térmica se establece como se describe a continuación. Durante un funcionamiento normal, es decir cuando la conexión a vigilar, no representada en el dibujo, está en buen estado, y por lo tanto no se calienta, la lámina termo retráctil 48, debido a sus cualidades aislantes, impide el contacto del elemento 65 con el guardacabos 47. Cuando se produce un calentamiento de la conexión a vigilar, el calor producido se transmite por el conductor 12 al guardacabos 47 y de éste a la lámina termorretráctil 48 que, cuando la temperatura de calentamiento alcanza la temperatura crítica, se retrae suficientemente para que el extremo libre del elemento 65 entre en contacto con el guardacabos 47. En estas condiciones la conexión se encuentra conectada a la toma de tierra que provoca el corte corriente arriba de la corriente mediante el disparo del disyuntor diferencial. Se podría obviamente prever cualquier otro tipo de dispositivo intermedio entre la conexión y el hilo conductor en relación con la tierra susceptible de dispararse cuando el enlace alcanza la temperatura crítica.

Se podría según la invención realizar un dispositivo de vigilancia térmica que esté integrado en la conexión misma. Se ha representado un dispositivo de este tipo en la figura 80 que comprende en su base una cavidad paralelepipédica 81 en la que está encastrado en mantenimiento elástico una caja de conexiones metálica 82 de forma complementaria que está perforado por un alojamiento axial 84 destinado a recibir dos elementos conductores 11, 11' a empalmar que son mantenidos en contacto óptimo con la caja de conexiones 82 con ayuda de un tornillo de apretado 83. El cuerpo 80 comprende una cavidad superior en la cual está alojado un guardacabos metálico cilíndrico 85 perforado por un alojamiento axial 86 destinado a recibir un conductor 39' que es mantenido por un tornillo 83', estando conectado este conductor a la toma de tierra de la instalación. Se ha dispuesto, en la base del guardacabos 85, una lámina resorte metálica 88 que está en contacto por su extremo libre con la cara superior de la caja de conexiones 82. Como anteriormente, la cara superior de este último está recubierta por una lámina 90 termorretráctil que en funcionamiento normal de la conexión asegura un aislamiento eléctrico entre la caja de conexiones 82 y la lámina resorte 88. La fuerza elástica de esta lámina resorte puede ser mejorada por el contacto de un tope 94 previsto en el cuerpo 80 ejercerá una presión sobre este resorte. En estas condiciones, como anteriormente, cuando un calentamiento de las conexiones de la caja de conexiones 82 provoca un calentamiento, la película termorretráctil 90 se contrae dejando así un contacto libre al resorte en forma de lámina 88 con la cara superior de la caja de conexiones 82, que arrastra así el disparo del dispositivo diferencial como se ha descrito anteriormente.

Se ha representado en la figura 4 una variante de realización de la invención en la que el dispositivo de vigilancia térmica está integrado en una toma de corriente.

Se ha representado de forma esquemática sobre esta figura, a trazos dobles, las clavijas 60 y 62 solidarias de una ficha destinada a colocarse en una toma de corriente y, a trazos simples, una clavija 64 de una toma de corriente que está conectada a la toma de tierra. Aunque el dispositivo de vigilancia térmica según la invención puede estar dispuesto sobre cada una de las clavijas 60 y 62, sólo ha sido representado en la figura 4 en relación con la clavija 60. Esta toma comprende también unos elementos metálicos elásticos 66 destinados a asegurar un buen contacto eléctrico con la clavija 60 y estos elementos metálicos elásticos están generalmente engarzados o remachados sobre una pieza 67 provista de un vaciado que permite recibir el conductor 71 y de un tornillo de apriete 69 que asegura el mantenimiento de la conexión del hilo 71.

El dispositivo de vigilancia térmica está aquí integrado a la conexión durante el engarzado o el remachado de los elementos 66 y 67, y está constituido por un palpador elástico conductor 70 cuya forma y fijación de los elementos 66 le mantienen en contacto sobre el borne de la toma de tierra 64. A lo largo de este palpador 70, en la cara inferior y en el momento del ensamblado, se ha dispuesto una película termorretráctil 77 o de otro tipo, de manera que a una temperatura normal, aísle eléctricamente el palpador 70 y el borne de toma de tierra 64. Se comprende, en estas condiciones que, cuando las conexiones que existen o bien entre los elementos 66 y la clavija 60, o bien entre la caja de conexiones 67 y el conductor 68, no hay calentamiento de estas conexiones y que, en estas condiciones la película termorretráctil 72 aísla el borne de la toma de tierra de los elementos 66 son de buena calidad, no hay calentamiento de estas conexiones y que, en estas condiciones, el hilo termorretráctil 72 aísla la clavija 64 de los elementos 66. Cuando una de las conexiones mencionadas se calienta, el calor es transmitido por medio de los remaches conductores 68 al palpador 70, de tal manera que en estas condiciones la película termorretráctil se contraiga provocando así el contacto eléctrico del palpador 70 con la clavija de toma de tierra 64. En estas condiciones, como se ha mencionado anteriormente, el dispositivo diferencial es activado asegurando así el corte de la corriente y la seguridad de la instalación.

Claims (13)

1. Dispositivo de vigilancia térmica de una conexión de una instalación eléctrica, estando esta instalación equipada con unos medios de protección o de detección de fuga a tierra, caracterizado porque comprende unos medios de conexión eléctrica (21, 65, 70) que conectan una conexión a vigilar a la toma de tierra de la instalación, siendo estos medios de conexión eléctrica susceptibles de provocar una fuga a tierra cuando la conexión a vigilar alcanza una temperatura crítica.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un primer elemento de enlace (14, 47, 67) en relación térmica y eléctrica con una conexión a vigilar, un segundo elemento de enlace (35, 55, 64) en relación eléctrica con la toma de tierra de la instalación, unos medios de conexión eléctrica (21, 65, 70) que unen entre ellos los medios de enlace y que son susceptibles de ocupar dos estados, a saber un primer estado o estado normal de funcionamiento en el cual son aislantes eléctricos y un segundo estado, o estado de ruptura, en el que se vuelven eléctricamente conductores provocando una fuga de corriente por tierra cuando alcanzan una temperatura crítica.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el primer elemento de enlace está constituido por un constituyente mecánico de la conexión.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque los medios de conexión eléctricos son tales que cuando alcanzan la temperatura crítica pasan, de forma irreversible de un estado no conductor a un estado conductor.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque los medios de conexión están constituidos por un pistón conductor (21), en relación eléctrica con el primer enlace (14), que es solicitado por unos medios elásticos (27) hacia el segundo enlace (35), en contra de los medios de retención fusibles (31) que son capaces de fundirse en cuanto la conexión a vigilar alcanza la temperatura crítica.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque los medios de conexión (48) están constituidos por un elemento aislante del tipo termorretráctil, del cual una cara, denominada anverso, que está en contacto con el primer enlace (47) y la segunda cara, denomina reverso, está en contacto con el segundo enlace (55), siendo este elemento tal que, cuando la temperatura de la conexión a vigilar alcanza la temperatura crítica se retrae desenmascarando así una superficie de contacto del primer enlace con el segundo.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque comprende un palpador (65) elástico y conductor de corriente eléctrica que está conectado eléctricamente a la toma de tierra de la instalación y cuyo extremo libre entra en contacto con el reverso del elemento aislante termorretráctil en la superficie de contacto susceptible de ser desenmascarada.

8. Procedimiento de vigilancia térmica de una conexión de una instalación eléctrica que comprende unos medios de detección de fuga de corriente por tierra, caracterizado porque consiste en conectar a la toma de tierra de la instalación la conexión a vigilar por medio de unos medios de conexión eléctrica (21, 65, 70) susceptibles de provocar una corriente de fuga a tierra cuando la conexión a vigilar alcanza una temperatura crítica.

9. Procedimiento siguiendo la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de conexión eléctrica (21, 65, 70) son susceptibles de ocupar dos estados, a saber un primer estado o estado normal de funcionamiento en el cual son eléctricamente aislantes y un segundo estado, o estado de ruptura, en el cual se vuelven eléctricamente conductores provocando una fuga de corriente por tierra cuando alcanzan una temperatura crítica.

10. Procedimiento siguiendo la reivindicación 9, caracterizado porque los medios de conexión eléctrica son tales que cuando alcanzan la temperatura crítica pasan, de manera irreversible de un estado no conductor a un estado conductor.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 ó 10, los medios de conexión están constituidos por un pistón conductor (21), en relación eléctrica con el primer enlace (14), que es solicitado por unos medios elásticos (27) hacia el segundo enlace (35), en contra de los medios de retención fusibles (31) en condiciones de fundirse en cuanto la conexión a vigilar alcanza la temperatura crítica.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado porque los medios de conexión (48) están constituidos por un elemento aislante del tipo termorretráctil del cual una cara, denominada anverso, está en contacto con el primer enlace (47) y la segunda cara, denominada reverso, está en contacto con el segundo enlace (55), siendo este elemento tal que, cuando la temperatura de la conexión a vigilar alcanza la temperatura crítica se retrae desenmascarando así una superficie de contacto del primer enlace con el segundo.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque comprende un palpador (65) elástico y conductor de la corriente eléctrica que está conectado eléctricamente a la toma de tierra de la instalación y cuyo extremo libre entra en contacto con el reverso del elemento aislante termorretráctil en la superficie de contacto susceptible de ser desenmascarada.