Conjunto de conmutador de baja tensión, media tensión o alta tensión que tiene un sistema de cortociruito.

Un conjunto de conmutación de baja tensión, media tensión o alta tensión que tiene al menos un dispositivo de cortocircuito en el que una pieza de contacto móvil

(7) se puede cerrar sobre una pieza de contacto fija (8) mediante una carga propulsora o un generador de gas (1), donde el dispositivo de cortocircuito está dispuesto en una cámara de interruptor de vacío y el área de vacío, en la que está colocada la pieza de contacto fija se subdivide a través de una cubierta con una membrana (15) que está provista de una línea de rotura débil (12) y que puede ser penetrada por la pieza de contacto móvil (7) durante la conmutación, y donde la pieza de contacto móvil (7) está conectada a una disposición de pistón-cilindro que se puede accionar mediante el generador de gas (1) y en la que un borde de corte (13), que pasa por el punto débil durante la operación, está dispuesto en la cara inferior del pistón (2), en el nivel algo delante de la línea de rotura débil (12) de la membrana (15), caracterizado por que el pistón (2) está compuesto de material eléctricamente conductor y hace una conexión eléctricamente conductora con el contacto móvil (7), y donde un contacto de deslizamiento anular (11) está dispuesto en la superficie de desplazamiento del pistón.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07017360.

Solicitante: ABB TECHNOLOGY AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: AFFOLTERNSTRASSE 44 8050 ZURICH SUIZA.

Inventor/es: GENTSCH DR.,DIETMAR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > Interruptores para alta tensión o fuertes corrientes... > H01H33/666 (Dispositivos de accionamiento)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > H01H39/00 (Dispositivos de conmutación accionados por una explosión producida en el interior del dispositivo y originada por una corriente eléctrica)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > H01H79/00 (Interruptores de protección en los cuales un exceso de corriente provoca el cierre de los contactos, p. ej. cortocircuitando el aparato de proteger)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > Interruptores para alta tensión o fuertes corrientes... > H01H33/664 (Contactos; Medios para extinción de arcos, p. ej. anillos de guarda)

PDF original: ES-2529049_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Conjunto de conmutador de baja tensión, media tensión o alta tensión que tiene un sistema de cortociruito La invención se refiere a un conjunto de conmutación de baja tensión, media tensión y alta tensión que tiene un sistema de cortocircuito como se reivindica en el preámbulo de la reivindicación 1 de la patente.

Los conjuntos de conmutación de baja tensión, media tensión y alta tensión tienen la tarea de distribuir el flujo de energía y de garantizar un funcionamiento seguro. En el caso muy improbable de un fallo interno (arco de fallo) , la seguridad de las instalaciones y la seguridad personal también debe estar garantizada. Un arco de fallo que se produce dentro de un conjunto de conmutación produce un brusco aumento de la presión del gas, debido a su temperatura, dentro de un período de tiempo de unos pocos milisegundos, y esto puede provocar que el conjunto de conmutación sea destruido por explosión. Por lo tanto, se adoptan medidas para disipar la presión lo más rápidamente posible. Además, está previsto que un fallo de arco se restrinja al área relevante, y no debe poner en peligro al operador.

La creación de arcos puede restringirse en gran media mediante un diseño adecuado, por ejemplo, mediante la subdivisión interna del panel de conmutación (compartimentación) . Para este propósito, los paneles de conmutación individuales de un conjunto de conmutación tienen aberturas de alivio de presión o canales de alivio de presión, a través de las cuales el gas puede fluir hacia el exterior en el área circundante. Por lo tanto, los efectos de un arco de fallo pueden limitarse principalmente por la reducción de la duración del arco.

Esto se puede lograr con la ayuda de sensores adecuados que reaccionan a la luz, a la temperatura o a la presión y liberan el interruptor automático aguas arriba, generalmente, el interruptor de alimentación. Esto resulta en tiempo de arco de 40 ms a 80 ms (un arco de fallo que se quema en un aire de atmósfera de gas o en algún otro gas aislante dentro de una subdivisión, es decir, un compartimento (encapsulación) o en un sólido (capa límite) ) . Esto tiene la desventaja de que la mayor carga mecánica se produce justo después de aproximadamente 10 ms, y sólo se reduce la carga térmica. Esto requiere una configuración generalmente robusta y costosa del diseño de un conjunto de conmutación, de la encapsulación o de un sistema de aislamiento sólido.

Para superar un fallo (arco de fallo) interno incluso mientras la presión aumenta, se requiere un dispositivo de conmutación que conmuta en pocos milisegundos, los llamados sistemas de cortocircuito. Se conocen exclusivamente dispositivos de cortocircuito trifásicos como estos, que conmutan en aire o SF6. En cualquier caso, la clasificación de conmutación y la capacidad de aislamiento se reducen debido a la alta corriente de entrada en la conmutación repetida. En contraste, cuando se utiliza una cámara de interruptor de vacío, estas características eléctricas permanecen virtualmente sin cambios cuando el número de operaciones de conmutación aumenta.

Hay una gama de soluciones relacionadas con esto en la técnica anterior.

El documento DE 199 21 173 A1 divulga un sistema de cortocircuito que contiene una cámara de interruptor de vacío en cada fase individual o entre las fases, basado en el principio de una "cámara de interruptor de vacío conmutada" y un "hueco de vacío activado".

El documento DE 199 16 329 A1 divulga un dispositivo de cortocircuito para un aparato de protección de arco de 45 fallo, para su uso en instalaciones para la distribución de energía eléctrica con un generador de gas y un pistón de cortocircuito, que es accionado directamente por el generador de gas, para la conexión eléctrica de raíles de conexión a un raíl de conexión que está diseñado para ser compacto, para tener una buena guía del pistón y para ser adecuado para el uso de generadores de gas. Esto se consigue porque el pistón de cortocircuito está guiado y se mantiene en un raíl de conexión, y porque el generador de gas está incrustado en una parte de sujeción que tiene un volumen inicial, se compone de material aislante y es atacado directamente al raíl de conexión. El documento DE 197 15 468 A1 divulga un aparato similar de protección de arco de fallo para su uso en instalaciones para la distribución de energía eléctrica con un generador de gas, donde el pistón de cortocircuito, que es accionado por el generador de gas, realiza un movimiento repentino óptimo, y al mismo tiempo se fija para su transporte, independientemente de las tolerancias de fabricación, con un objetivo adicional de que el generador de gas esté

montado de forma segura. Esto se consigue porque el pistón de cortocircuito está provisto de al menos una junta tórica como un sello y porque la cara superior del pistón de cortocircuito se apoya a ras sobre una membrana de presión en el estado no liberado, de tal manera que se crearía un vacío en el caso de un movimiento del pistón en el estado no liberado, y que movería el pistón de cortocircuito de nuevo a su posición de reposo. El documento DE 102 54 497 B3 muestra un conjunto de conmutación de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, donde un dispositivo de cortocircuito está cerrado en la posición final comúnmente en una primera y segunda superficies de contacto para hacer un cortocircuito eléctrico. La segunda y tercera referencias de la técnica anterior citadas tienen las siguientes desventajas para conjuntos de conmutación de media tensión. En conjunción con el interruptor de circuito aguas arriba, los dispositivos de cortocircuito conocidos conmutan muy lentamente. Debido a su diseño de tres fases, generalmente también son técnicamente demasiado complicados y costosos. Durante un proceso de 65 conmutación, estos dispositivos de cortocircuito conectan la trayectoria de corriente previamente viva en las tres fases a tierra, o bien entre las fases individuales. Esto a su vez requiere una trayectoria de corriente de conexión a

tierra compacta y compleja para transportar la corriente de fallo generalmente alta durante un corto tiempo. Además, la corriente resulta en una disminución en la calificación de conmutación y en la capacidad de aislamiento durante toda la vida.

La invención se basa, por lo tanto, en el objetivo de superar los inconvenientes descritos, y permitir una rápida conmutación con medios físicamente simples.

El objetivo señalado se logra para un conjunto de conmutación de media tensión de este tipo genérico mediante las características de la reivindicación 1 de la patente.

Otras mejoras más ventajosas se especifican en las reivindicaciones dependientes.

La esencia de la invención en este caso es que el dispositivo de cortocircuito está dispuesto en una cámara de interruptor de vacío, y el área de vacío en la que se coloca la pieza de contacto fija se subdivide a través de una membrana que está provista de una débil línea de ruptura. Un pistón diseñado apropiadamente por encima de la pieza de contacto móvil (en la forma de una clavija o un enchufe, asimismo dispuesto en el vacío de la cámara de conmutación) penetrará en las membranas en el área del punto débil durante la conmutación, moviendo la unidad en la dirección del contacto fijo. En consecuencia, no hay necesidad en absoluto de fuelles, que se requieren normalmente de otro modo, en el contacto móvil. El movimiento de penetración, que ahora es todo lo que se necesita, da como resultado una mejor dinámica y, por lo tanto, en una conmutación más rápida, de acuerdo con el objetivo.

En un perfeccionamiento ventajoso, la pieza de contacto que se mueve durante la conmutación está dispuesta, en el estado... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un conjunto de conmutación de baja tensión, media tensión o alta tensión que tiene al menos un dispositivo de cortocircuito en el que una pieza de contacto móvil (7) se puede cerrar sobre una pieza de contacto fija (8) mediante 5 una carga propulsora o un generador de gas (1) , donde el dispositivo de cortocircuito está dispuesto en una cámara de interruptor de vacío y el área de vacío, en la que está colocada la pieza de contacto fija se subdivide a través de una cubierta con una membrana (15) que está provista de una línea de rotura débil (12) y que puede ser penetrada por la pieza de contacto móvil (7) durante la conmutación, y donde la pieza de contacto móvil (7) está conectada a una disposición de pistón-cilindro que se puede accionar mediante el generador de gas (1) y en la que un borde de corte (13) , que pasa por el punto débil durante la operación, está dispuesto en la cara inferior del pistón (2) , en el nivel algo delante de la línea de rotura débil (12) de la membrana (15) , caracterizado por que el pistón (2) está compuesto de material eléctricamente conductor y hace una conexión eléctricamente conductora con el contacto móvil (7) , y donde un contacto de deslizamiento anular (11) está dispuesto en la superficie de desplazamiento del pistón.

2. El conjunto de conmutación de media tensión de acuerdo con la reivindicación 1, donde el contacto móvil (7) , cuando está en el estado no operado, está dispuesto en la punta, pasando a través de la membrana (15) que forma una junta estanca al vacío.

3. El conjunto de conmutación de media tensión de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde la pieza de contacto móvil (7) está soldada, atornillada o cobresoldada a la membrana (15) .

4. El conjunto de conmutación de media tensión de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, donde el generador de gas (1) es en forma de un cartucho con una carga de propulsor químico que puede insertarse y fijarse a través de una conexión roscada que se puede instalar en un punto apropiado en la carcasa de la cámara de conmutación.

5. El conjunto de conmutación de media tensión de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, donde la parte superior del dispositivo de cortocircuito, que contiene la disposición de pistón-cilindro, está compuesta de material metálico, y la parte inferior del dispositivo de cortocircuito comprende una cámara de interruptor de vacío compuesta de un aislante (9) .

6. El conjunto de conmutación de media tensión de acuerdo con la reivindicación 5, donde la cámara de interruptor de vacío o su material dieléctrico está compuesto de un material cerámico. 35

7. El conjunto de conmutación de media tensión de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, donde la punta del contacto móvil (7) está provista de un cono externo, y el contacto fijo (15) está provisto de un cono interno que es complementario al del cono externo.

8. El conjunto de conmutación de media tensión de acuerdo con la reivindicación 7, donde los flancos de los conos forman un ángulo tal que el autobloqueo mecánico se produce una vez que el cono externo ha entrado en el cono interno durante la conmutación.

9. El conjunto de conmutación de media tensión de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, donde el 45 pistón tiene una ranura circunferencial que actúa como un anillo de pistón durante la conmutación y permite el sellado entre el pistón y el cilindro.