Dispositivo de conmutación de alta-potencia dispuesto en un vehículo con alimentación eléctrica.

Dispositivo de conmutación (D) dispuesto en un vehículo con alimentación eléctrica, capaz de conmutar, por desplazamiento rectilíneo de un medio de contacto

(52) mediante un medio de accionamiento (60), indiferentemente en los dos sentidos, entre un primer estado en el cual dicho medio de contacto (52) establece una conexión eléctrica entre un primer terminal individual (I1) y un terminal común (Co) y un segundo estado en el cual dicho medio de contacto (52) establece una conexión eléctrica entre un segundo terminal individual (I2) y dicho terminal común (Co), estando dicho dispositivo de conmutación (D) caracterizado por el hecho de que dichos terminales individuales (I1, I2), dicho terminal común (Co), dicho medio de contacto (52) están dispuestos en el seno de un único aislador (14).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09150639.

Solicitante: ALSTOM TRANSPORT SA.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 3, AVENUE ANDRE MALRAUX 92300 LEVALLOIS-PERRET FRANCIA.

Inventor/es: Aubigny,Christophe, Quentin,Nicolas.

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... > H01H33/38 (utilizando un electroimán)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > Interruptores para alta tensión o fuertes corrientes... > H01H33/64 (en donde la extinción se produce en un gas (interruptores de vacío H01H 33/66))

PDF original: ES-2466679_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo de conmutación de alta-potencia dispuesto en un vehículo con alimentación eléctrica

SECTOR DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un dispositivo de conmutación de alta-potencia dispuesto en un vehículo con alimentación eléctrica, por una línea de alimentación tal como una catenaria o un rail, tal como un vehículo ferroviario o un trolebús.

Un vehículo con alimentación multi-tensión es capaz de ser alimentado a partir de tensiones eléctricas captadas en una línea de tensión, por ejemplo catenaria, de corriente continua (cuya tensión es por ejemplo de 750 Voltios, 1500 Voltios o de 3000 Voltios) o alternativamente a partir de tensiones eléctricas captadas en una línea catenaria de corriente monofásica (cuya tensión es por ejemplo de 15000 Voltios a 16 2/3 Hertz o también de 25000 Voltios à 50Hz.) .

Se entiende por conmutador, un dispositivo de conmutación capaz de conmutar, entre un primer estado, en el cual un medio de contacto establece una conexión eléctrica entre un primer terminal individual y un terminal común, y un segundo estado, en el cual dicho medio de contacto establece una conexión eléctrica entre un segundo terminal individual y dicho terminal común, por desplazamiento de dicho medio de contacto por un medio de accionamiento.

Un conmutador es también capaz de conmutar entre dicho segundo estado y dicho primer estado. Sin embargo, para más claridad, se mencionará únicamente, en lo que sigue de la descripción, la conmutación entre el primer estado y el segundo estado.

Se entiende así por conmutador de alta potencia, un conmutador que es capaz de realizar una conmutación entre líneas de alimentación alternativa de tensión 15000V o 25 000V con una corriente de 800 Amperios o línea de alimentación continua de tensión 750V à 3000V con una corriente continua de 4500 A.

Se entiende por conmutador, un dispositivo de conmutación cuyos tres terminales están conectados eléctricamente a un circuito de alimentación.

Se entiende por seccionador, un dispositivo de conmutación particular en el cual únicamente el terminal común y un terminal individual están conectados a un circuito de alimentación, no estando el tercer terminal conectado a ningún circuito de alimentación.

ESTADO DE LA TÉCNICA

El documento "EP-A-1 564 064" describe un dispositivo de conmutación dispuesto en vehículo con alimentación eléctrica, capaz de conmutar mediante un medio de accionamiento, indiferentemente en los dos sentidos.

Se conoce un conmutador en el cual la conmutación, entre el primer y el segundo estado, se realiza por el desplazamiento rectilíneo de dicho medio de contacto.

Este dispositivo se describe por ejemplo en la solicitud de patente JP09200905.

En este dispositivo, cada uno de los terminales comprende un bloque perforado con una garganta, estando el bloque dispuesto en el aire, en el vértice de un aislador. Los tres aisladores que soportan los tres terminales están espaciados según una dirección longitudinal, los dos terminales individuales están dispuestos de parte y otra del terminal común a lo largo de la dirección longitudinal. El terminal común y un primer terminal individual descansan sobre una primera placa, descansando el segundo terminal individual en una segunda placa de soporte.

El medio de contacto adaptado para realizar las conexiones eléctricas entre terminal común y el primer terminal individual por un lado y el terminal común y el segundo terminal individual por otro lado es una barra tubular móvil que comprende una parte conductora de electricidad. El medio de contacto realiza la conexión eléctrica entre el terminal común y el primer (segundo) terminal individual cuando la barra tubular, estando en una primera (segunda) posición, penetra a la vez en la garganta del terminal común y la garganta del primer (segundo) terminal individual.

Durante la conmutación, el desplazamiento de la barra tubular entre su primera y su segunda posición, se realiza por un medio de accionamiento que se extiende más allá del espacio formado entre los dos terminales individuales. El medio de accionamiento consiste en una palanca que está dispuesta por encima y por debajo de la segunda placa de soporte, estando dicha palanca accionado por un accionador que se aloja por debajo de esta misma placa de soporte. Los medios de accionamiento y el accionador de un tal dispositivo son voluminosos.

Además, en el aire, dos terminales de alta tensión, conectados cada uno a una línea alta tensión alternativa de 25 kV, deben ser separados por una línea de fuga cuya longitud mínima es de medio metro.

Se llama línea de fuga la distancia mínima que la corriente debe recorrer por encaminamiento a lo largo de un cuerpo aislante (aislador) para propagarse entre las dos partes conductoras del aislante.

Además, la distancia, llamada distancia de aislamiento, entre dos terminales conectados cada uno a una línea de alimentación de 25KV debe ser superior a 230 milímetros en el aire.

Estas distancias están reglamentadas en Europa por la norma EN50124-1.

Este dispositivo de conmutación del estado de la técnica presenta el inconveniente de ocupar un espacio voluminoso y de ser difícilmente integrable entre los equipos del vehículo.

Así, el objetivo de la presente invención es el de proponer un conmutador que ocupa un espacio reducido y fácilmente integrable en un vehículo.

Otro objetivo de la invención es el de proponer un equipamiento eléctrico autónomo, capaz de realizar varias funciones eléctricas y fácilmente integrable en un vehículo.

ESPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención tiene por lo tanto por objeto un dispositivo de conmutación dispuesto en un vehículo con alimentación eléctrica, del tipo mencionado más arriba en el cual dichos terminales individuales, dicho terminal común, dicho medio de contacto están dispuestos en el seno de un único aislador.

Según otros modos de realización, el dispositivo de conmutación tiene una o varias de las características siguientes, tomada (s) aisladamente o según todas las combinaciones técnicamente posibles:

- dicho medio de accionamiento se aloja en el seno de dicho aislador,

- el aislador comprende una envoltura que define un espacio interno que se extiende según una dirección longitudinal; el primer terminal individual, el segundo terminal individual y el medio de contacto están espaciados longitudinalmente a lo largo de la dirección longitudinal; dicho medio de contacto se extiende en la dirección longitudinal entre el primer terminal individual y el segundo terminal individual; dicho medio de contacto está unido a dicho terminal común por un medio de conexión,

- durante la conmutación, el medio de contacto padece un movimiento de translación en la dirección longitudinal para ser desplazado, indiferentemente en los dos sentidos, desde una primera posición en la cual establece la conexión eléctrica con el primer terminal individual hacia una segunda posición en la cual establece la conexión eléctrica con el segundo terminal individual,

- el espacio interno es estanco y está relleno con un fluido dieléctrico,

- el medio de accionamiento comprende:

- al menos dos devanados integrados en la envoltura y que engloban cada uno un terminal individual;

- unos imanes permanentes repartidos en los extremos de la envoltura;

- un medio de desplazamiento del medio de contacto;

- siendo los devanados alimentados mediante un medio de alimentación dispuesto fuera del aislador,

- dicho dispositivo está dispuesto en un vehículo con alimentación eléctrica, en un soporte,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de conmutación (D) dispuesto en un vehículo con alimentación eléctrica, capaz de conmutar, por desplazamiento rectilíneo de un medio de contacto (52) mediante un medio de accionamiento (60) , indiferentemente en los dos sentidos, entre un primer estado en el cual dicho medio de contacto (52) establece una conexión eléctrica entre un primer terminal individual (I1) y un terminal común (Co) y un segundo estado en el cual dicho medio de contacto (52) establece una conexión eléctrica entre un segundo terminal individual (I2) y dicho terminal común (Co) , estando dicho dispositivo de conmutación (D) caracterizado por el hecho de que dichos terminales individuales (I1, I2) , dicho terminal común (Co) , dicho medio de contacto (52) están dispuestos en el seno de un único aislador (14) .

2. Dispositivo de conmutación (D) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho medio de accionamiento está dispuesto en el seno de dicho aislador (14)

3. Dispositivo de conmutación (D) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por el hecho de que:

• el aislador (14) comprende una envoltura (15) que define un espacio interno (16) que se extiende según una dirección longitudinal (L) ;

• el primer terminal individual (I1) , el segundo terminal individual (I2) y el medio de contacto (52) están espaciados longitudinalmente a lo largo de la dirección longitudinal (L) ;

• dicho medio de contacto (52) se extiende en la dirección longitudinal (L) entre el primer terminal individual (I1) y el segundo terminal individual (I2) ;

• dicho medio de contacto (52) está unido a dicho terminal común (Co) por un medio de conexión (50) .

4. Dispositivo de conmutación (D) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que durante la conmutación, el medio de contacto (52) padece un movimiento de translación en la dirección longitudinal (L) para desplazarse, indiferentemente en los dos sentidos, desde una primera posición en la cual establece la conexión eléctrica con el primer terminal individual (I1) hacia una segunda posición en la cual establece la conexión eléctrica con el segundo terminal individual (I2) .

5. Dispositivo de conmutación (D) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el espacio interno (16) es estanco y está relleno con un fluido dieléctrico.

6. Dispositivo de conmutación (D) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el medio de accionamiento (60) comprende:

• al menos dos devanados (61, 610) integrados en la envoltura (15) y que engloban cada uno un terminal individual (I1, I2) ;

• imanes permanentes (64, 640) repartidos en los extremos de la envoltura (15) ;

• un medio de desplazamiento (58, 580, 53) del medio de contacto (52) ;

• siendo los devanados (61, 610) alimentados mediante un medio de alimentación dispuesto fuera del aislador (14) .

7. Dispositivo de conmutación (D) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo (D) está dispuesto en un vehículo con alimentación eléctrica, en un soporte (65) , para que la dirección longitudinal (L) sea sensiblemente vertical.

8. Dispositivo de conmutación (D) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo (D) está dispuesto en un vehículo ferroviario, en un soporte (65) , para que la dirección longitudinal (L) sea sensiblemente horizontal.

9. Dispositivo de conmutación (D) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo de conmutación (D) es del tipo conmutador, estando el primer terminal individual (I1) , el segundo terminal individual (I2) así como el terminal común (Co) cada uno conectados a un circuito de alimentación.

10. Dispositivo de conmutación (D) según la reivindicación precedente, en el cual:

• el primer terminal individual (I1) , es un terminal de tierra (O) y está conectado eléctricamente a una línea de tierra (10) ;

• el segundo terminal individual (I2) , es un terminal de captación (C) y está conectado eléctricamente a una línea de captación (7) ;

• el terminal común (Co) es un terminal de potencia (H) y está conectado a una línea de potencia continua (8) .

11. Dispositivo de conmutación (D) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo de conmutación (D) es del tipo seccionador, estando el terminal común (Co) así como solamente uno de entre los dos terminales individuales (I1) y (I2) conectados cada uno a un circuito de alimentación.

12. Dispositivo de conmutación (D) según la reivindicación precedente, en el cual,

• en una primera variante, el terminal común (Co) es un terminal que es; o bien un terminal (T) conectado a una línea de captación (7) , siendo entonces uno de los terminales individuales (I1, I2) un terminal (Pb) conectado a un medio de captación de la corriente (2a) ; o bien un terminal (Pb) conectado a un medio de captación (2a) , siendo entonces uno de los terminales individuales (I1, I2) un terminal (Pb) conectado a una línea de captación (7) ;

• en una segunda variante, el terminal común (Co) es un terminal (T) que es; o bien un terminal (T) conectado a una línea de captación (7) , siendo entonces uno de los terminales individuales (I1, I2) un terminal (R) conectado a una línea inter-vehículos (5) ; o bien un terminal (R) conectado a una línea inter-vehículos (5) , siendo entonces uno de los terminales individuales (I1, I2) un terminal (T) conectado a una línea de captación (7) .

13. Dispositivo de conmutación (D) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los terminales (I1, I2, CO) del dispositivo de conmutación que están conectados a una línea de alimentación, con excepción del o de dichos terminales que están conectados a una línea de tierra, están conectados a unos puntos de conexión que están aislados del soporte (65) .

14. Procedimiento de realización de un dispositivo de conmutación (D) , siendo dicho dispositivo de conmutación (D) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, entre dicho primer estado y dicho segundo estado, caracterizado por el hecho de que comprende:

• una etapa de alimentación con corriente de los devanados (61, 610) , en un primer sentido de circulación de la corriente, para accionar el medio de contacto (52) en dirección del segundo terminal individual (I2) ; y

• una etapa de interrupción de la alimentación con corriente de los devanados (61, 610) , cuando el medio de contacto

(52) establece la conexión eléctrica con el segundo terminal (I2) , para mantener el medio de contacto en posición mediante imanes permanentes (64, 640) .

15. Procedimiento de realización de un dispositivo de conmutación (D) , siendo dicho dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, para realizar la conmutación entre dicho segundo estado y dicho primer estado, caracterizado por el hecho de que comprende:

• una etapa de alimentación con corriente de los devanados (61, 610) , en un segundo sentido de circulación de la corriente, para accionar el medio de contacto (52) en dirección del primer terminal individual (I1) ;

• una etapa de interrupción de la alimentación con corriente de los devanados (61, 610) , cuando el medio de contacto

(52) establece la conexión eléctrica con el primer terminal (I1) , para mantener el medio de contacto en posición mediante imanes permanentes (64, 640) .

16. Procedimiento de realización de un dispositivo de conmutación (D) según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que durante la etapa de alimentación, el medio de contacto (52) es accionado desde el primer terminal individual (I1) , hacia el segundo terminal individual (I2) , cuando la componente longitudinal del campo magnético creado por la corriente que circula en la bobina (61) se opone a la componente longitudinal del campo magnético creado por los imanes permanentes (62) , siendo dicho medio de contacto (52) entonces accionado hacia el segundo terminal individual (I2) , mediante un dispositivo de desplazamiento (58, 580, 53) .

17. Equipamiento eléctrico (EE) caracterizado por el hecho de que comprende, de manera integrada en un único soporte individual (67) :

• un dispositivo de medida corriente tensión (UI) ;

• un dispositivo de conmutación (D) según la reivindicación 10.

18. Equipamiento eléctrico (EE) según la reivindicación precedente, caracterizado por el hecho de que comprende además, de manera integrada en dicho único soporte individual (67) , al menos un equipamiento seleccionado de entre:

• un seccionador de puesta a tierra (HOM) ;

• un pararrayos (9) ;

• un disyuntor monofásico (DJM) .