CONTACTOR EN VACÍO DE MEDIA TENSIÓN.

Contactor en vacío de media tensión [0001] La presente invención se refiere a un contactor en vacío de media tensión, preferiblemente para aplicaciones con una tensión de servicio que varía entre 3 y 12 kV, con funciones y características mejoradas. [0002] En sistemas eléctricos, es bien conocido el uso de dos tipos diferentes de dispositivos de conmutación; el primer tipo lo constituyen los denominados dispositivos de protección, típicamente disyuntores, que básicamente son los adecuados para conducir - durante un periodo de tiempo específico - e interrumpir corrientes en condiciones de circuito anormales específicas, a saber cortocircuitos; el segundo tipo lo constituyen los dispositivos de conmutación para maniobras, tales como contactores como el de la presente invención, que tienen la capacidad de producir, conducir e interrumpir corrientes en condiciones de circuito normales, incluidas las condiciones de sobrecarga. [0003] Tales contactores, que se usan frecuentemente por ejemplo para apagar y encender motores eléctricos, son necesarios para cumplir varias condiciones importantes para garantizar un buen rendimiento funcional durante su vida útil en redes eléctricas; por ejemplo, las maniobras de apagado deben realizarse a su debido tiempo, normalmente tan rápidamente como sea posible para evitar posibles daños al equipamiento, el mecanismo de accionamiento debe diseñarse de modo a asegurar una repetibilidad operativa adecuada y una fiabilidad optimizada, y así sucesivamente. [0004] Actualmente, existen muchas soluciones constructivas distintas de contactores de media tensión que, a pesar de realizar una ejecución correcta de los rendimientos requeridos, siguen presentando algunos inconvenientes y aspectos técnicos no del todo satisfactorios. [0005] En particular, en lo que se refiere a los mecanismos de accionamiento, los contactores más tradicionales utilizan dispositivos de accionamiento de tipo mecánico con sistemas cinemáticos accionados por resorte. Por ejemplo, una configuración típica de sistemas tradicionales es la que engloba un electroimán que mueve una armadura enlazada mecánicamente con el contacto móvil para determinar su acoplamiento con el contacto fijo correspondiente; cuando la energía electromagnética se extrae del electroimán, un resorte, típicamente denominado resorte de disparo, abre los contactos y los mantiene abiertos. Como alternativa, o adicionalmente, los contactos se pueden mantener en su posición por medio de enganches mecánicos apropiados. Claramente, los mecanismos de accionamiento con sistemas cinemáticos accionados por resorte son intrínsecamente complicados y voluminosos, de modo que en muchos casos afectan negativamente a la fiabilidad global de los contactores y a la repetibilidad de las operaciones. [0006] Últimamente, se han desarrollado mecanismos de accionamiento que usan unidades de transmisión provistas de uno o más imanes permanentes. En el documento de patente DE 10339214 se divulga un ejemplo de accionador magnético que se puede acoplar en un disyuntor y el uso de imanes permanentes. El accionador magnético divulgado incluye un primer yugo, una armadura móvil que está dentro del primer yugo, dos bobinas colocadas dentro del primer yugo, un par de segundos yugos conectados al primer yugo, e imanes permanentes fijados a los segundos yugos de modo que queden situados en frente de la armadura. [0007] Sin embargo, tales unidades de transmisión, incluso ofreciendo algunas mejoras sustanciales respecto a los dispositivos de electroimanes tradicionales, todavía no están totalmente optimizadas, concretamente en lo que se refiere al tamaño, número y funcionamiento de los componentes que aún requieren en muchos casos diseños y modelados complicados para conseguir el comportamiento mecánico y electromagnético deseado. Por ejemplo, en algunos casos los contactos se mantienen en al menos una de sus dos posiciones estables por medio de sistemas mecánicos que utilizan aún resortes y/o enganches mecánicos; además, durante las operaciones, los imanes permanentes son desactivados en algunos casos por bobinas adecuadamente diseñadas y de acuerdo con soluciones que son más bien complicadas desde el punto de vista electromagnético y estructural. Otros problemas se producen en aquellas soluciones donde se usan guías para guiar la armadura móvil del accionador de transmisión; tales guías se sitúan normalmente dentro del propio accionador de transmisión o se fijan a los contactos móviles, aumentando así la complejidad mecánica y haciendo que sea muy difícil ensamblar las partes. [0008] Se plantean más problemas relevantes con respecto a sistemas de acoplamiento y transmisión usados entre el accionador de transmisión y los contactos móviles; de hecho, en la mayoría de los casos la fuerza de accionamiento se transmite a los contactos móviles usando una palanca de control intermedia, por ejemplo palancas en forma de L, que normalmente invierten la dirección de las fuerzas de accionamiento. Estas soluciones, además de dar como resultado mecanismos demasiado pesados y voluminosos, pueden influir negativamente en la vida eléctrica de los contactores, en particular de los contactores en vacío. De hecho, en este tipo específico de contactores, los contactos se acoplan cabeza con cabeza; por lo tanto, las posibles imperfecciones o desequilibrios del mecanismo que transmite la fuerza de accionamiento a los contactos puede provocar una posición mutua imperfecta entre las cabezas de contacto, lo que conlleva un desgaste desigual, una imperfecta conducción y disipación de corriente, y en última instancia, incluso la soldadura de los contactos. [0009] El objetivo de la presente invención es desarrollar un contactor en vacío de media tensión que permita superar los inconvenientes mencionados anteriormente, y en particular, que tenga una estructura optimizada en lo que se refiere a aspectos electromagnéticos y mecánicos, así como proporcionar rendimientos funcionales mejorados en relación con los contactores conocidos. 2   [0010] Dentro del ámbito de este objetivo, el objeto de la presente invención es desarrollar un contactor en vacío de media tensión que permita conseguir una fiabilidad y una repetibilidad de las operaciones mejoradas respecto a las soluciones conocidas, en particular en lo que se refiere a la transmisión cinemática entre el accionador de transmisión y los contactos. [0011] Otro objeto de la presente invención es proporcionar un contactor en vacío de media tensión cuya arquitectura constructiva sea considerablemente menos complicada que la de los contactores conocidos, y cuyo montaje se facilite sustancialmente. [0012] Otro objeto, no el último, de la presente invención es proporcionar un contactor en vacío de media tensión que sea altamente fiable, relativamente fácil de fabricar y de costes competitivos. [0013] Este objetivo, estos objetos y otros que aparecerán a continuación, se consiguen por medio de un contactor en vacío de media tensión tal como se define en la reivindicación 1. [0014] Otras características y ventajas de la invención aparecerán en la descripción de las formas de realización preferidas pero no exclusivas de un contactor en vacío de media tensión según la invención, ilustrado solo a modo de ejemplos no limitativos en los dibujos anexos, en los que: Las figuras 1 y 2 son vistas en perspectiva que ilustran algunos componentes de un accionador electromagnético usado en el contactor según la invención; La figura 3 es una vista en perspectiva que ilustra medios de guía usados en el contactor según la invención; La figura 4 es una vista en perspectiva que ilustra un accionador electromagnético usado en el contactor según la invención acoplado a los medios de guía de la figura 3; La figura 5 ilustra un contactor tripolar en vacío de media tensión según la invención, en posición cerrada; La figura 6 muestra el contactor de la figura 5 en posición abierta. Las figuras 5 y 6 muestran un contactor tripolar en vacío de media tensión generalmente indicado por la referencia numérica 100. El contactor 100 comprende, para cada polo, un revestimiento de vacío 1, por ejemplo una botella o válvula de vacío, que contiene un contacto fijo 2 y su contacto móvil correspondiente 3 que se ilustran sólo en un polo para simplificar; posibles formas de realización constructivas del revestimiento 1 y los modos en que el vacío se mantiene en su interior son muy conocidos en la técnica y por lo tanto no se describen con detalle en la presente. Según soluciones muy conocidas, cada contacto móvil 3 se conecta a una barra de accionamiento 4 a la que se asocia un resorte de presión de contacto 5. [0015] El contactor 100 además comprende medios de accionamiento que se acoplan operativamente a los contactos móviles 3 y proporcionan la energía necesaria... [Seguir leyendo]

1. Contactor en vacío de media tensión (100) comprendiendo: - para cada polo, un revestimiento en vacío (1) que contiene un contacto fijo (2) y un contacto móvil correspondiente (3); - medios de accionamiento que proporcionan la energía necesaria para desplazar los contactos móviles (3), dichos medios de accionamiento comprendiendo un accionador electromagnético (10) con un yugo magnético (11) que tiene una cavidad interna (12) que comunica con el exterior a través de al menos una primera abertura (13), al menos una bobina (20, 21) colocada en dicha cavidad (12), una armadura móvil (15) que se conecta operativamente a al menos un contacto móvil (3) a través de medios de acoplamiento, dicha armadura siendo montada para desplazarse axialmente en dicha cavidad (12) con al menos un extremo (18) que sobresale de dicha primera abertura (13), y al menos un imán permanente (22) que sirve para sostener directamente dicha armadura móvil en una primera posición estable en la que dichos contactos móviles y fijos (2, 3) se acoplan eléctricamente, o bien en una segunda posición estable en la que se separan eléctricamente, caracterizado por el hecho de que se proveen medios (23, 24) para guiar el movimiento de dicha armadura móvil, donde dichos medios de guía se encuentran fuera de dicho yugo (11) en al menos dicha primera abertura (13) y comprenden al menos un primer elemento sustancialmente plano (23) con un agujero pasante (25) adecuado para estar asociado operativamente a dicha primera abertura (13) y a dientes de acoplamiento (27) para conectarse con los rebordes de soporte (28) fijados en el yugo (11). 2. Contactor en vacío según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende un único accionador electromagnético (10) cuya armadura móvil (15) se conecta directamente al contacto móvil (3) de todos polos a través de dichos medios de acoplamiento (6, 7) de manera que, durante las maniobras, dichos medios de acoplamiento, la armadura móvil (15) y todos contactos móviles (3), se desplacen linealmente a lo largo del eje (30) de desplazamiento de la armadura móvil simultáneamente los unos con respecto a los otros y en la misma dirección (31, 32). 3. Contactor en vacío según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho yugo (11) comprende una segunda abertura (14), opuesta a la primera abertura (13) con respecto a la cavidad (12), desde donde sobresale un segundo extremo (19) de la armadura móvil (15), y por el hecho de que dichos medios de guía comprenden un segundo elemento sustancialmente plano (24) con un agujero pasante (26) adecuado para asociarse operativamente a dicha segunda abertura (14) y a los dientes de acoplamiento (27) para conectarse con dichos rebordes de soporte (28). 4. Contactor en vacío según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dichos primero y segundo elementos planos (23, 24) se posicionan fuera de dicho yugo (11) con los dientes respectivos (27) colocados en los asientos (29) correspondientes que se encuentran en dichos rebordes de soporte (28) y dichos primero y segundo agujeros pasantes (25, 26) se alinean sustancialmente con dichas primera y segunda aberturas (13, 14), respectivamente. 5. Contactor en vacío según una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que dichos medios de acoplamiento comprenden una barra fija (6) que se sitúa transversalmente con respecto a dicho eje (30) de desplazamiento, dicha barra (6) conectada por un lado al contacto móvil (3) de cada polo, y por otro lado a la armadura móvil (15). 6. Contactor en vacío según una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que dicho accionador electromagnético (10) comprende una primera bobina (20) y una segunda bobina (21) que se encuentran dentro de dicha cavidad (12) distanciadas entre sí a lo largo de dicho eje (30) y alrededor de la armadura móvil (15). 7. Contactor en vacío según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que dichas primera y segunda bobinas (20, 21) son diferentes entre sí. 8. Contactor en vacío según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que la proporción entre el número de vueltas de dichas primera y segunda bobinas (20, 21) está comprendida entre 0,25 y 0,45. 9. Contactor en vacío según la reivindicación 7 o la 8, caracterizado por el hecho de que la proporción entre los diámetros de las vueltas de dichas primera y segunda bobinas (20, 21) está comprendida entre 1,5 y 1,7. 10. Contactor en vacío según una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que comprende dos imanes permanentes (22) que se conectan al yugo (11) con sus respectivos polos norte opuestos entre sí y la armadura móvil (15) interpuesta entre éstos, dichos imanes permanentes (22) estando siempre magnetizados durante las maniobras. 6   7   8   9     11   12