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ES2916474T3 - Protección contra sobretensiones con vía de chispas y circuito de disparo - Google Patents

Protección contra sobretensiones con vía de chispas y circuito de disparo Download PDF

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ES2916474T3
ES2916474T3 ES12795725T ES12795725T ES2916474T3 ES 2916474 T3 ES2916474 T3 ES 2916474T3 ES 12795725 T ES12795725 T ES 12795725T ES 12795725 T ES12795725 T ES 12795725T ES 2916474 T3 ES2916474 T3 ES 2916474T3
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Abstract

Conexión del circuito (1) de encendido de la protección contra sobretensiones, conectada tripolarmente a la vía (4) de chispas de la protección contra sobretensiones, estando la vía (4) de chispas provista de un primer borne (2) de entrada y de un segundo borne (3) de entrada, donde el electrodo (7) auxiliar de la vía (4) de chispas está conectado en serie con el primer varistor (8) y un extremo del devanado (14) secundario del transformador (13), el otro extremo del transformador (13) está conectado con el segundo electrodo (6) principal de la vía (4) de chispas y el segundo borne (3) de entrada, estando el devanado (15) primario del transformador (13) conectado en serie con el descargador (10) de sobretensión de gas el varistor (9) un resistor (11) y un condensador (12) al otro extremo del devanado (15) primario del transformador (13) se conecta al segundo borne (3) de entrada, un nodo que conecta el segundo varistor (9) a un resistor (11) que se conecta a un nodo que conecta el primer borne (2) de entrada al primer electrodo (5) principal de la vía (4) de chispas, un desconectador (17) sensible a la temperatura, acoplado por adhesión (16) térmica al segundo varistor (9), o está en serie con el segundo varistor (9) o en serie entre el nodo que conecta el segundo varistor (9) con el resistor (11) y el nodo que conecta el primer borne (2) de entrada con el primer electrodo (5) principal de la vía (4) de chispas, o un desconectador (17) sensible a la temperatura se inserta entre el devanado (15) primario del transformador (13) y el descargador (10) de sobretensión de gas.

Description

DESCRIPCIÓN
Protección contra sobretensiones con vía de chispas y circuito de disparo
Campo de invención
La invención se refiere a una conexión del circuito de encendido para la protección contra sobretensiones, que entra en el campo de los circuitos de protección eléctrica destinados a limitar las sobretensiones en una red de distribución protegida. La protección contra sobretensiones consiste en una vía de chispas de la protección contra sobretensiones, equipada con un primer borne de entrada, un segundo borne de entrada y conectado tripolarmente al circuito de encendido para la protección contra sobretensiónes.
Antecedentes de invención
Las soluciones técnicas conocidas de las conexiónes de los circuitos de encendido para la protección contra sobretensiones resuelven la activación del devanado primario del transformador directamente mediante la activación del descargador de sobretensión de gas por un impulso de sobretensión. Esta conexión es sencilla, pero su correcto funcionamiento depende de la intensidad del impulso y, por lo tanto, en circunstancias desfavorables, cuando la intensidad del impulso es pequeña, es decir, cuando la relación entre la derivada de la tensión y la derivada del tiempo es pequeña, el electrodo auxiliar de la vía de chispas no se activa y la descarga entre el primer electrodo principal y el segundo electrodo principal de la vía de chispas no se enciende, por lo que la protección contra sobretensiones diseñada de esta manera no es funcional.
Esta deficiencia se soluciona parcialmente con otras conexiones de los circuitos de encendido para la protección contra sobretensiones que utilizan un divisor capacitivo y un descargador de sobretensión de gas. Un ejemplo de una conexión más compleja con un divisor capacitivo es el documento GB1076679 „Improvements in Triggered Spark Gap Type Surge Arrestors for D.C. Circuits“, la conexión simplificada está contenida en el documento US6111740 „Overvoltage protection system and overvoltage protection element for an overvoltage protection system“. La desventaja de estas conexiones es la naturaleza oscilante del flujo de corriente en el circuito de encendido para la protección contra sobretensiones. Cuando la corriente oscilante en el devanado secundario del transformador pasa por cero, la descarga entre el primer electrodo principal o el segundo electrodo principal y el electrodo auxiliar de la vía de chispas puede extinguirse, en cuyo caso la descarga entre el primer electrodo principal y el segundo electrodo principal de la vía de chispas no se activará, lo que dará lugar a la ausencia de la función de la protección contra sobretensiones. En lugar de un divisor capacitivo, también se utiliza un divisor con elementos limitadores de tensión semiconductores, por ejemplo en el documento US4683514 „Surge voltage protective circuit arrangements“.
Conexión modificada con divisor capacitivo-varistor, pero sin descargador de sobretensión de gas, se incluye en el documento US5136455 „Electromagnetic interference suppression device“.
Otra conexión conocida del circuito de encendido de la protección contra sobretensiones, que forma parte del documento FR2902579 „Electrical installation protection device i.e. surge suppressor, has triggering unit passing spark gaps from blocking state, in which gaps oppose current circulation, to passing state, in which gaps permit fault current to flow in branches“, o contenida en el documento US2003/0007303 „Pressure-resistant encapsulated air-gap arrangement for the draining off of damaging perturbances due to overvoltages“, resuelve las deficiencias anteriores utilizando un divisor combinado con varistor y condensador. Esta conexión del circuito de encendido para la protección contra sobretensiones elimina hasta cierto punto las desventajas de la conexión anterior, pero el carácter oscilante del flujo de corriente en el circuito de encendido para la protección contra sobretensiones sigue conservándose y, por lo tanto, el problema de la posible extinción de la descarga entre el primer electrodo principal y el segundo electrodo principal de la vía de chispa, lo que da lugar a la ausencia de la función protectora de la protección contra sobretensiones.
Se puede considerar que el estado de la técnica más próximo es la solución del documento EP1077519A „Method of operating an overvoltage protection device and overvoltage protection device with at least one coarse and one fine protection element“, concretamente la conexión según Fig. 3 abajo, que contiene caracteres idénticos en una de las variantes: primer borne de entrada, segundo borne de entrada, vía de chispas, primer electrodo principal, segundo electrodo principal, electrodo auxiliar, primer varistor, segundo varistor, transformador, devanado secundario, devanado primario. Esta solución, al igual que la solución del documento EP1077519A, cumple la función básica de protección contra sobretensiones, pero presenta el mismo problema, es decir, la incapacidad de encender la vía de chispas principal a bajas intensidades de impulso de corriente, ya que falta el elemento integrador - el condensador.
US2009/021881 describe la protección contra sobretensiones con una vía de chispas, un transformador y un varistor y un desconectador sensible a la temperatura en serie con un tubo del descargador de sobretensión de gas para alimentar el transformador. El varistor funciona con un desconectador sensible a la temperatura para cortar la corriente a través del varistor en caso de sobrecalentamiento. El transformador alimenta directamente el electrodo auxiliar de la vía de chispas.
Resumen de la invención
Las deficiencias anteriores se eliminan en gran medida con la conexión del circuito de encendido especificado en la reivindicación 1.
La protección contra sobretensiones consta de una vía de chispas equipada con un primer electrodo principal, un segundo electrodo principal y un electrodo auxiliar para facilitar la penetración entre el primer electrodo principal y el segundo electrodo principal, para lo cual se ha diseñado La conexión del circuito de encendido para la protección contra sobretensiones.
Las ventajas de esta conexión del circuito de encendido de la protección contra sobretensiones son la mejora de la capacidad de encendido debido a la función de la parte de la conexión del circuito de encendido para la protección contra sobretensiones situada en el lado primario del transformador.
Para un funcionamiento seguro de la conexión del circuito de encendido de la protección contra sobretensiones, es preferible que el desconectador sensible a la temperatura, unido por una adhesión térmica con el segundo varistor, esté conectado en serie con el segundo varistor, o que se inserte en la unión entre el nodo que conecta el segundo varistor con el resistor y el nodo que conecta el primer borne de entrada con el primer electrodo principal de la vía de chispas, o que el desconectador sensible a la temperatura se inserte entre el devanado primario del transformador y el descargador de sobretensión de gas.
El ventajoso diseño mencionado de la conexión del circuito de encendido de la protección contra sobretensiones, complementado con un desconectador sensible a la temperatura, permite la desconexión del circuito de encendido de la protección contra sobretensiones de la red de distribución protegida en caso de sobrecarga térmica y de calentamiento o sobrecalentamiento inaceptable del segundo varistor y, por lo tanto, evita su daño o el daño subsiguiente resultante del daño de toda la protección contra sobretensiones.
Aclaración de los planos
La invención se aclarará aún más por medio de los dibujos que muestra la fig. 1 esquema de bloques de la conexión de la protección contra sobretensiones de la vía de chispas, equipada con el primer borne de entrada, el segundo borne de entrada y conectada tripolarmente al circuito de encendido.
Fig. 2 muestra el esquema principal de la conexión de la vía de chispas de la protección contra sobretensiones y del circuito de encendido.
La fig. 3 muestra el esquema principal de la conexión de la vía de chispas de la protección contra sobretensiones y del circuito de encendido, equipado con un desconectador sensible a la temperatura unido por adhesión térmica con el segundo varistor e insertado simultáneamente entre el segundo varistor y el nodo que conecta el primer borne de entrada con el resistor.
Fig. 4 muestra el esquema principal de la conexión de la vía de chispas de la protección contra sobretensiones y del circuito de encendido, equipado con un desconectador sensible a la temperatura unido por adhesión térmica con el segundo varistor e insertado simultáneamente entre descargador de sobretensión de gas y segundo varistor.
Fig. 5 muestra el esquema principal de la conexión de la vía de chispas de la protección contra sobretensiones y del circuito de encendido, equipado con un desconectador sensible a la temperatura unido por adhesión térmica con el segundo varistor e insertado simultáneamente a la unión entre el nodo que conecta el segundo varistor con el resistor y el nodo que conecta el primer borne de entrada con el primer electrodo principal de la vía de chispas.
Fig. 6 muestra el esquema principal de la conexión de la vía de chispas de la protección contra sobretensiones y del circuito de encendido, equipado con un desconectador sensible a la temperatura unido por adhesión térmica con el segundo varistor e insertado simultáneamente entre el devanado primario del transformador y el descargador de sobretensión de gas.
Ejemplos de realización de la invención
Protección contra sobretensiones según la fig. 1 comprende una vía 4 de chispas_de la protección contra sobretensiones, provista de un primer borne 2 de entrada, un segundo borne 3 de entrada y conectada tripolarmente al circuito 1 de encendido de la protección contra sobretensiones.
Conexión básica del circuito 1 de encendido de la protección contra sobretensiones según la fig. 2 consiste en que el electrodo 7 auxiliar de la vía 4 de chispas está conectado en serie con el primer varistor 8 y un extremo del devanado 14 secundario del transformador 13, cuyo otro extremo está conectado al segundo electrodo 6 principal de la vía 4 de chispas y al segundo borne 3 de entrada, mientras que un extremo del devanado 15 primario del transformador 13 está conectado en serie con el descargador 10 de sobretensión de gas, un segundo varistor 9, un resistor 11 y un condensador 12 conectados al otro extremo del devanado 15 primario del transformador 13 conectado al segundo borne 3 de entrada, en el que un nodo que conecta el segundo varistor 9 con el resistor 11 está conectado a un nodo que conecta el primer borne 2 de entrada con el primer electrodo 5 principal de la vía 4 de chispas.
El valor de la resistencia del resistor 11 es al menos dos veces la raíz cuadrada de la relación entre la inductancia del devanado 15 primario del transformador 13 y la capacidad del condensador 12.
La conexión ventajosa de la conexión del circuito 1 de encendido de la protección contra sobretensiones está dotada de un desconectador 17 sensible a la temperatura, unido por adhesión 16 térmica con el segundo varistor 9. En la forma de realización más sencilla, el desconectador 17 sensible a la temperatura se puede realizar mediante un fusible térmico.
La conexión ventajosa de la conexión del circuito 1 de encendido de la protección contra sobretensiones según la fig.
3 está provista de un desconectador 17 sensible a la temperatura unido por adhesión 16 térmica al segundo varistor 9 y simultáneamente intercalado entre el segundo varistor 9 y un nodo que conecta el primer borne 2 de entrada con el resistor 11.
La conexión ventajosa de la conexión del circuito 1 de encendido de la protección contra sobretensiones según la fig.
4 está provista de un desconectador 17 sensible a la temperatura unido por adhesión 16 térmica al segundo varistor 9 y simultáneamente intercalado entre el descargador 10 de sobretensión de gas y el segundo varistor 9.
La conexión ventajosa de la conexión del circuito 1 de encendido de la protección contra sobretensiones según la fig.
5 está provista de un desconectador 17 sensible a la temperatura unido por adhesión 16 térmica al segundo varistor 9 y simultáneamente intercalado en la unión entre el nodo que conecta el segundo varistor 9 con el resistor 11 y el nodo que conecta el primer borne 2 de entrada con el primer electrodo 5 principal de la vía 4 de chispas.
La conexión ventajosa de la conexión del circuito 1 de encendido de la protección contra sobretensiones según la fig.
6 está provista de un desconectador 17 sensible a la temperatura unido por adhesión 16 térmica al segundo varistor 9 y simultáneamente intercalado entre el devanado 15 primario del transformador 13 y el descargador 10 de sobretensión de gas.
La función equivalente de la conexión del circuito 1 de encendido de la protección contra sobretensiones se produce también cuando los elementos del circuito están dispuestos en serie con el segundo varistor 9 y el descargador 10 de sobretensión de gas, y/o el resistor 11 y el condensador 12, en el orden inverso al mostrado en la Fig. 2 a 6.
Aplicación industrial
La conexión del circuito de encendido para la protección contra sobretensiones según la invención se puede utilizar siempre donde las redes de distribución estén en peligro por sobretensión. En comparación con una conexión conocida, tiene una capacidad de ignición mejorada y, cuando está equipada con un desconectador sensible a la temperatura, evita daños posteriores debidos a daños en toda la protección contra sobretensiones.
Lista de etiquetas de relación
1 circuito de encendido
2 primer borne de entrada
3 segundo borne de entrada
4 vía de chispas
5 primer electrodo principal
6 segundo electrodo principal
7 electrodo auxiliar
8 primer varistor
9 segundo varistor
10 descargador de sobretensión de gas
11 resistor
12 condensador
13 transformador
14 devanado secundario
15 devanado primario
16 adhesión térmica
17 desconectador sensible a la temperatura

Claims (1)

REIVINDICACIONES
1. Conexión del circuito (1) de encendido de la protección contra sobretensiones, conectada tripolarmente a la vía (4) de chispas de la protección contra sobretensiones, estando la vía (4) de chispas provista de un primer borne (2) de entrada y de un segundo borne (3) de entrada, donde el electrodo (7) auxiliar de la vía (4) de chispas está conectado en serie con el primer varistor (8) y un extremo del devanado (14) secundario del transformador (13), el otro extremo del transformador (13) está conectado con el segundo electrodo (6) principal de la vía (4) de chispas y el segundo borne (3) de entrada, estando el devanado (15) primario del transformador (13) conectado en serie con el descargador (10) de sobretensión de gas el varistor (9) un resistor (11) y un condensador (12) al otro extremo del devanado (15) primario del transformador (13) se conecta al segundo borne (3) de entrada, un nodo que conecta el segundo varistor (9) a un resistor (11) que se conecta a un nodo que conecta el primer borne (2) de entrada al primer electrodo (5) principal de la vía (4) de chispas, un desconectador (17) sensible a la temperatura, acoplado por adhesión (16) térmica al segundo varistor (9), o está en serie con el segundo varistor (9) o en serie entre el nodo que conecta el segundo varistor (9) con el resistor (11) y el nodo que conecta el primer borne (2) de entrada con el primer electrodo (5) principal de la vía (4) de chispas, o un desconectador (17) sensible a la temperatura se inserta entre el devanado (15) primario del transformador (13) y el descargador (10) de sobretensión de gas.
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