MODULO DE CORTE Y CONEXION.

Módulo de corte y conexión de aplicación en aparamenta eléctrica de alta tensión que comprende un interruptor de vacío

(2) de múltiples polos, que comprende un contacto fijo (9) y un contacto móvil (10), un mecanismo de maniobra (3) común a todos los polos del interruptor, una base (4) configurada para soportar el interruptor de vacío (2) y el mecanismo de maniobra (3), un dispositivo de acoplamiento (16) por cada polo del interruptor de vacío (2) que transmite una fuerza de accionamiento del mecanismo de maniobra (3) al contacto móvil (10), donde el mecanismo de maniobra (3) comprende un dispositivo de bloqueo (8) configurado para evitar un efecto de rebote del contacto móvil (10) tras la ejecución de operaciones de corte y/o conexión de dicho interruptor de vacío (2)

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200701923.

Solicitante: ORMAZABAL DISTRIBUCION PRIMARIA, S.A.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: VIZCAYA.

Inventor/es: LORENZO MICHELENA,ALBERTO, HERNANI PEREZ,RICARDO.

Fecha de Solicitud: 9 de Julio de 2007.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 18 de Mayo de 2011.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01H33/66D

Clasificación PCT:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > Interruptores para alta tensión o fuertes corrientes... > H01H33/66 (Interruptores de vacío)
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MODULO DE CORTE Y CONEXION.

Fragmento de la descripción:

Módulo de corte y conexión.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un módulo de corte y conexión de aplicación en aparamenta eléctrica de alta tensión que tiene aplicación en la industria eléctrica, que comprende un interruptor de vació de múltiples polos así como un mecanismo de maniobra que a su vez comprende un dispositivo de bloqueo configurado para impedir que se produzca un movimiento de retroceso o rebote de un contacto móvil del interruptor de vació, tras las operaciones de corte y/o conexión, impidiendo la creación de un arco eléctrico entre los contactos del interruptor, con el consiguiente incremento en la seguridad del interruptor, todo ello con un número reducido de elementos.

Antecedentes de la invención

La aparamenta eléctrica que comprende la red de alta tensión habitualmente suele estar instalada en equipos prefabricados que comúnmente se denominan celdas, las cuales son probadas en fábrica.

En ocasiones, dichas celdas suelen comprender diferentes compartimentos, tales como un compartimento de barras, un compartimento del interruptor, un compartimento de conexiones y un compartimento de baja tensión.

El compartimento del interruptor requiere la utilización de un medio aislante, que suele ser aire o bien otro medio gaseoso, como por ejemplo hexafluoruro de azufre (SF6), aire seco, nitrógeno, etc., con el objeto de reducir la distancia entre fases y conseguir de este modo una envolvente compacta e invariable a condiciones exteriores o ambientales como contaminación o humedad.

Existen en la actualidad, compartimentos del interruptor configurados para ejecutar funciones de seccionamiento/seccionamiento y puesta a tierra así como funciones de corte y conexión. Para ello el compartimento del interruptor comprende elementos de maniobra tales como un seccionador o un seccionador de puesta a tierra y un interruptor, respectivamente para las funciones anteriormente citadas. El interruptor puede consistir tanto en un interruptor automático como en un interruptor de corte en carga.

Asimismo, el compartimento del interruptor comprende un dispositivo de acoplamiento por cada elemento de maniobra que se disponga, de los anteriormente citados. Concretamente el dispositivo de acoplamiento está unido a un contacto móvil del elemento de maniobra.

En el caso de que el compartimento del interruptor es estanco, como consecuencia de que el medio aislante sea gaseoso, el dispositivo de acoplamiento transmite la fuerza de accionamiento producida por el mecanismo de maniobra individual de cada elemento de maniobra, a prueba de gas mediante un fuelle.

Los mecanismos de maniobra son los que producen la fuerza de accionamiento para la ejecución de las funciones de seccionamiento/seccionamiento y puesta a tierra, así como las funciones de corte y conexión. En las patentes europeas no. EP 1251614 y no. EP 564057 se describen mecanismos de maniobra que forman parte del conjunto de elementos que comprende el compartimento del interruptor, siendo este conjunto de elementos más compacto, lo que permite su instalación en el compartimento del interruptor como una unidad.

Los módulos anteriormente comentados pueden comprender un único elemento de maniobra, como por ejemplo un interruptor automático o de corte en carga, y su dispositivo de acoplamiento y su mecanismo de maniobra correspondiente. Esta solución se encuentra descrita, por ejemplo, en la solicitud de patente europea no. EP 1156565, en la solicitud de patente estadounidense no. US 2002067230, en la patente estadounidense no. US 5864108, en la patente estadounidense no. US 5055640 o en la solicitud de patente europea no. EP 1496585.

En estos casos, las funciones de seccionamiento/seccionamiento y puesta a tierra son ejecutadas por un elemento de maniobra que es externo o ajeno al módulo, como por ejemplo un seccionador o un seccionador de puesta a tierra, estando conectado dicho elemento de maniobra al módulo del interruptor mediante una conexión flexible o rígida que vincula el contacto móvil del interruptor automático, o de corte en carga, con dicho seccionador o seccionador de puesta a tierra.

Por otro lado en la solicitud de patente europea no. EP 1453164 y en la patente europea no. EP 543352 se describen módulos extraibles que solo comprenden un único elemento de maniobra, con su mecanismo de maniobra y su dispositivo de acoplamiento correspondientes, donde dicho elemento de maniobra es el que realiza las funciones de corte y conexión, mientras que las funciones de seccionamiento/seccionamiento y puesta a tierra se realizan mediante la extracción de dicho módulo del compartimento del interruptor. Obviamente los compartimentos en los que se encuentran situados estos módulos no son estancos, y el único medio de aislamiento que puede ser utilizado es el aire, lo que conlleva diversos inconvenientes respecto a otro tipo de medio aislante.

Tal y como se ha expuesto con anterioridad, el mecanismo de maniobra produce la fuerza de accionamiento, que es transmitida al contacto móvil del elemento de maniobra mediante el dispositivo de acoplamiento, de forma que el desplazamiento del contacto móvil produce su conexión, o su desconexión, con el contacto fijo del elemento de maniobra.

Mediante la intervención del mecanismo de maniobra, en el caso de un interruptor, se consigue cortar o restablecer la corriente en un circuito eléctrico, pudiendo ser dicha intervención o accionamiento deliberado o voluntario, como en el caso de que sea establecida por un operario, o bien producirse como consecuencia de la acción de un dispositivo sensible a determinados valores de corriente, lo produce una orden, directa o indirecta, de apertura del circuito.

En la posición de corte, o apertura, el interruptor debe mantener o soportar el aislamiento entre dos partes del circuito, mientras que en la posición de conexión, o cierre, el interruptor debe conducir corrientes nominales de manera permanente, así como soportar durante un tiempo determinado situaciones accidentales o anormales, como pueden ser sobrecargas o cortocircuitos.

Durante la operación de corte es posible la formación de un arco eléctrico entre los contactos separados, siendo este un fenómeno indeseado que tiene que ser evitado dado que la formación del arco puede destruir los aislamientos y los contactos, así como producir un incremento brusco de temperatura y presión que pueden llegar a producir explosiones que provoquen daños materiales, la formación de gases tóxicos, incluso daños personales. Por lo tanto, el tiempo de corte resulta fundamental, dado que durante el paso de la situación de contacto a la separación final, los contactos pasan por un rango de distancias en las que puede producirse el arco eléctrico, razón por la cual dicho paso ha de ser lo más rápido posible, es decir que el tiempo de corte sea mínimo, con el objeto de minimizar dicho riesgo.

Para minimizar el tiempo de corte, los mecanismos de maniobra existentes en la actualidad, como por ejemplo los descritos en los registros de patente anteriormente citados, efectúan dicho corte a velocidades de corte elevadas.

El principal inconveniente que presentan estos mecanismos, sobre todo desde un punto de vista de la seguridad, es que durante la operación de corte se produce un efecto de rebote del contacto móvil del interruptor que se produce al final de la carrera de apertura como consecuencia de la elevada velocidad de corte requerida con el objeto de que la apertura se realice en el menor tiempo posible. La consecuencia...

 


Reivindicaciones:

1. Módulo de corte y conexión, de aplicación en aparamenta eléctrica de alta tensión que comprende:

- un interruptor de vacío (2) de múltiples polos que comprende un contacto fijo (9) y un contacto móvil (10),

- un mecanismo de maniobra (3) común a todos los polos del interruptor de vacío (2),

- una base (4) configurada para soportar el interruptor de vacío (2) y el mecanismo de maniobra (3), que están separados por una pared (5),

- un dispositivo de acoplamiento (16) por cada polo del interruptor de vacío (2) que transmite mediante un medio transmisor (17) una fuerza de accionamiento del mecanismo de maniobra (3) al contacto móvil (10) del interruptor de vacío (2),

caracterizado porque el mecanismo de maniobra (3) comprende un dispositivo de bloqueo (8) configurado para evitar un efecto de rebote del contacto móvil (10) tras la ejecución de operaciones de corte y/o conexión de dicho interruptor de vacío (2).

2. Módulo de corte y conexión, según la reivindicación 1, caracterizado porque no es extraíble.

3. Módulo de corte y conexión, según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el dispositivo de bloqueo (8) comprende:

- al menos una placa (11), configurada para girar respecto a un eje de giro (12), que está unida al dispositivo de acoplamiento (16),

- un eje de bloqueo (18) que comprende una pluralidad de dientes (34) dispuestos según hileras longitudinales, estando dicho eje de bloqueo (18) unido a la placa (11), y

- un casquillo de bloqueo (19) que comprende una pluralidad de dientes complementarios (33) situados en una parte interna de dicho casquillo de bloqueo (19) dispuestos según hileras longitudinales, estando dicho casquillo de bloqueo (19) atravesado por el eje de bloqueo (18).

4. Módulo de corte y conexión, según la reivindicación 3, caracterizado porque el dispositivo de bloqueo (8) comprende:

- una tuerca regulable (24) que está roscada al eje de bloqueo (18),

- un tope de apertura (23) que está atravesado por el eje de bloqueo (18) y está fijado a una carcasa (13) que envuelve y protege al mecanismo de maniobra (3),

- un soporte (22) que está fijado a la carcasa (13) y está atravesado por el casquillo de bloqueo (19),

- dos rodamientos axiales (28, 28'), situados a cada lado del soporte (22), que están atravesados por el casquillo de bloqueo (19), una biela (27) solidaria al casquillo de bloqueo (19) a través de una chaveta (31) que encaja en una ranura (32) que tiene el casquillo de bloqueo (19),

- al menos dos arandelas de seguridad (21, 21') y al menos dos tuercas de bloqueo (20, 20') que están roscadas al casquillo de bloqueo (19) y que están configuradas para ajustar los rodamientos axiales (28, 28'), la biela (27) y las arandelas de seguridad (21, 21') contra el soporte (22),

- un mecanismo de desbloqueo (29) y un resorte de bloqueo (26) que están unidos a la biela (27),

- un tope de desbloqueo (25) que está unido al soporte (22), y

- un tornillo tope (30) que está unido a la biela (27).

5. Módulo de corte y conexión, según la reivindicación 4, caracterizado porque durante una operación de conexión del interruptor de vacío (2) el mecanismo de desbloqueo (29) está configurado para girar la biela (27), estando limitado dicho giro por el tope de desbloqueo (25) y el tornillo tope (30), estando configurado dicho giro de la biela (27) para producir un giro del casquillo de bloqueo (19) de forma que sus dientes complementarios (33) no coinciden con los dientes (34) del eje de bloqueo (18), permitiendo un desplazamiento axial del eje de bloqueo (18) producido por la acción de una leva (35) sobre la placa (11), transmitiendo un movimiento al dispositivo de acoplamiento (16) y al contacto móvil (10).

6. Módulo de corte y conexión, según la reivindicación 5, caracterizado porque durante la operación de conexión del interruptor de vacío (2), cuando el contacto móvil (10) se encuentra situado en un final de carrera, la leva (35) está configurada para continuar actuando sobre la placa (11), permitiendo el desplazamiento axial del eje de bloqueo (18) hasta que los dientes complementarios (33) del casquillo de bloqueo (19) encajan con los dientes (34) de dicho eje de bloqueo (18), quedando bloqueado el contacto móvil (10) en una posición de conexión, estando configurado el resorte de bloqueo (26) para producir un movimiento de giro del casquillo de bloqueo (19).

7. Módulo de corte y conexión, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque durante una operación de corte del interruptor de vacío (2) el mecanismo de desbloqueo (29) está configurado para girar la biela (27), estando limitado dicho giro por el tope de desbloqueo (25) y el tornillo tope (30), estando configurado dicho giro de la biela (27) para producir un giro del casquillo de bloqueo (19) de forma que sus dientes complementarios (33) no coinciden con los dientes (34) del eje de bloqueo (18), permitiendo un desplazamiento axial del eje de bloqueo (18) que está limitado por el tope de apertura (23) y la tuerca regulable (24) y es producido por la acción de un resorte de apertura (37) que tiene cada polo del interruptor de vacío (2) y por la acción de un resorte (36) que vincula el dispositivo de acoplamiento (16) y la placa (11), produciendo un desplazamiento del contacto móvil (10) y su separación del contacto fijo (9).

8. Módulo de corte y conexión, según la reivindicación 7, caracterizado porque durante la operación de corte del interruptor de vacío (2), cuando el contacto móvil (10) se encuentra situado en un final de carrera, debido a la acción del resorte de bloqueo (26) que produce el giro del casquillo de bloqueo (19), los dientes complementarios (33) coinciden con los dientes (34) del eje de bloqueo (18), quedando bloqueado el contacto móvil (10) en una posición de corte.

9. Módulo de corte y conexión, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la base (4) comprende una envolvente (6) que soporta los polos del interruptor de vacío (2).

10. Módulo de corte y conexión, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque cada polo del interruptor de vacío (2) se encuentra en una envolvente (6) independiente que comprende la base (4).

11. Módulo de corte y conexión, según cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado porque al menos una envolvente (6) es de material polimérico.

12. Módulo de corte y conexión, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la base (4) comprende un elemento de unión (7) entre la pared (5) y al menos una envolvente (6).

13. Módulo de corte y conexión, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 12, caracterizado porque la carcasa (13) es de aluminio.

14. Módulo de corte y conexión, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contacto fijo (9) del interruptor de vacío (2) está unido a un elemento de acometida (14) y el contacto móvil (10) está unido a un elemento de salida (15).

15. Módulo de corte y conexión, según la reivindicación 14, caracterizado porque el elemento de acometida (14) consiste en una conexión rígida y el elemento de salida (15) consiste en una conexión flexible.

16. Módulo de corte y conexión, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el interruptor de vacío (2) de múltiples polos comprende un contacto fijo (9) y un contacto móvil (10), con su eje longitudinal dispuesto en horizontal.