Conmutador eléctrico rotatorio (1) que comprende una caja (6) que aloja al menos un primer contacto rotatorio(7a) y un segundo contacto rotatorio (7b) dispuestos para poder girar alrededor de un eje de rotación (A),

y almenos un primer contacto estacionario (8a), un segundo contacto estacionario (8b), un tercer contactoestacionario (8c) y un cuarto contacto estacionario (8d),

comprendiendo el primer contacto estacionario una parte de contacto (17a) dispuesta para entrar en contactocon el primer contacto rotatorio y comprendiendo una parte de conexión (18a) para conexión a un conductor,comprendiendo el segundo contacto estacionario una parte de contacto (17b) dispuesta para entrar en contactocon el segundo contacto rotatorio y comprendiendo una parte de conexión (18b) para conexión a un conductor,estando el tercer contacto estacionario (8c) dispuesto sustancialmente opuesto al primer contacto estacionariocon respecto al eje de rotación y comprendiendo una parte de contacto dispuesta para entrar en contacto conel primer contacto rotatorio (7a),

estando el cuarto contacto estacionario (8d) dispuesto sustancialmente opuesto al segundo contactoestacionario con respecto al eje de rotación y comprendiendo una parte de contacto dispuesta para entrar encontacto con el segundo contacto rotatorio (7b);

en el que los contactos estacionarios primero y segundo están dispuestos desplazados en la dirección axial y ladirección angular con respecto al eje de rotación,

caracterizado porque los contactos rotatorios primero y segundo están dispuestos para entrar en contactosimultáneamente con los contactos estacionarios primero y tercero y los contactos estacionarios segundo ycuarto, respectivamente, en una primera orientación rotatoria alrededor del eje de rotación común y para evitardicha puesta en contacto en una segunda orientación rotatoria alrededor del eje de rotación común,en el que la parte de contacto (17a, 17b) y la parte de conexión (18a, 18b) de los al menos primer y segundocontactos estacionarios (8a, 8b) están orientadas en un ángulo (α, ß) entre sí en la dirección radial (R) y ladirección axial (z) con respecto al eje de rotación (A).

Conmutador eléctrico rotatorio

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al campo de los conmutadores eléctricos rotatorios, en particular conmutadores rotatorios para conmutación de alta potencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los conmutadores eléctricos rotatorios que comprenden un contacto rotatorio y una serie de contactos estacionarios son conocidos en general. Dichos conmutadores pueden comprender una pluralidad de capas, comprendiendo cada capa un contacto rotatorio y una serie de contactos estacionarios, para conmutar simultáneamente una pluralidad de corrientes.

Los conmutadores eléctricos rotatorios se utilizan predominantemente para conmutar corrientes c.c. Un problema conocido en las corrientes c.c. se produce cuando al abrir un conmutador separando los contactos del conmutador se produce una chispa entre los contactos. También puede producirse una chispa cuando se desconecta una corriente c.a. en un momento de flujo de corriente no nulo. La chispa produce una nube de plasma caliente semejante a una explosión que en general es erosiva y conductora. La nube de plasma o estela de la chispa puede provocar así daños en los objetos cercanos y/o provocar o conducir a un cortocircuito. Las chispas y sus efectos aumentan al aumentar la potencia conmutada.

La solución tradicional para conmutación de potencias mayores consiste en aumentar el tamaño del conmutador. Así aumentan las distancias de contacto y, con ello, se reducen las posibilidades de cortocircuitos debido a chispas o desvíos de la tensión en las superficies.

Además, un conmutador rotatorio comprende normalmente un mecanismo de control de rotación que comprende un muelle de bloqueo para hacer girar funcionalmente el contacto o contactos rotatorios rápidamente entre una primera posición para cerrar el conmutador y una segunda posición para abrirlo. Las fuerzas que actúan sobre el mecanismo de control de rotación y sobre la (s) parte (s) del mismo que retienen el muelle de bloqueo pueden ser considerables. Estas fuerzas pueden aumentar cuando aumenta el tamaño del conmutador, lo que exige una construcción más robusta y/o más material. Esto influye negativamente en la facilidad de funcionamiento del conmutador.

La patente FR-1.149.662 desvela un mecanismo de disparo rápido para conmutadores eléctricos rotatorios, en el que un cierto número de discos semejantes se apilan los unos sobre los otros para soportar contactos fijos y tornillos de fijación.

La patente GB-1.485.002 desvela un conmutador eléctrico rotatorio que presenta los extremos exteriores de sus elementos de graduación móviles radialmente modelados para proporcionar una superficie de tope frente a la dirección de rotación y otro lado biselado que permite la entrada en unas ranuras. Los dos elementos están dispuestos para permitir una dirección de rotación opuesta.

La patente GB-1.159.729 desvela un conmutador rotatorio que incluye un muelle de graduación del cual los extremos topan contra una pluralidad de topes o proyecciones fijos en un componente anular desmontable para proporcionar el número requerido de posiciones de conmutador por revolución de la maneta del conmutador. El componente se selecciona para proporcionar cuatro o seis posiciones de conmutador y se coloca en dos montantes que abrazan conjuntamente el conjunto de la envoltura y la tapa de extremo. El muelle puede girar con el vástago del conmutador entre las posiciones pero es retenido por una proyección entre los extremos del muelle hasta que se tensa suficientemente un muelle de torsión para provocar un rápido movimiento del muelle entre sus posiciones definidas cuando es liberado por una proyección.

La patente US-4.532.386 desvela una tensión dual bajo un conmutador transformador en aceite constituido a partir de una o más unidades de conmutador de fase, unidades de conmutador de fusible y/o unidades de conmutador auxiliares, incluyendo cada unidad de conmutador un bloque, árbol de giro y rotor de conmutador moldeado estandarizado, incluyendo los bloques de conmutador una plataforma de contacto para soportar una serie de hojas de contacto en un plano común, incluyendo el rotor una serie de contactos de puente que presentan cada uno una serie de dedos de contacto de doble hoja para acoplar eléctricamente las hojas de los contactos, estando el rotor montado para movimiento axial en el árbol de giro para alojar variaciones en la posición plana de los contactos de puente, estando adoptados los árboles de giro para interbloqueo de los acoplamientos y un conjunto de maneta de accionamiento para localizar e indicar positivamente la posición de la posición del conmutador del rotor en su bloque de conmutador, presentando el conjunto de maneta de accionamiento, el bloque del conmutador, el rotor y el árbol de giro componentes de graduación físicos para asegurar la interconexión apropiada de las unidades del conmutador.

Existe una demanda continuada de mayor potencia conmutable y de conmutadores de menor tamaño.

Además, los requisitos de seguridad tienden a ser más estrictos con el paso del tiempo.

En consecuencia, existe el deseo de un conmutador eléctrico rotatorio mejorado.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Se proporciona un conmutador eléctrico rotatorio según la reivindicación 1.

Un modo de realización comprende una caja para un conmutador eléctrico rotatorio que comprende al menos un contacto rotatorio y un contacto estacionario, comprendiendo el contacto estacionario una parte de contacto dispuesta para entrar en contacto con el contacto rotatorio y una parte de conexión para conexión a un conductor. La caja comprende un primer espacio para alojar el contacto rotatorio, un segundo espacio para alojar el contacto estacionario y un tercer espacio para alojar el contacto estacionario. Al menos uno de los espacios segundo y tercero está sustancialmente cerrado o puede cerrarse cuando el contacto estacionario está dispuesto en el tercer espacio o el segundo espacio, respectivamente.

Dicha caja permite colocar el contacto estacionario en uno de los dos espacios, mientras el otro espacio está sustancialmente cerrado o puede cerrarse. Así se evita que la estela de la chispa penetre en el espacio vacío. Dado que un contacto estacionario generalmente conecta un conductor exterior del conmutador con el contacto rotatorio en el interior del conmutador, el espacio que aloja el contacto estacionario crea generalmente un canal entre el interior y el exterior del conmutador. Al cerrar el canal se evita que la estela de la chispa emerja del conmutador desde el espacio no ocupado. Así se incrementa la seguridad del conmutador y permite mantener relativamente una menor distancia desde el conmutador para colocar otros elementos, en particular otro conductor, particularmente otro contacto estacionario.

La caja puede comprender además un electrodo. El electrodo no necesita ser un contacto, y preferentemente no lo es por razones de seguridad. El electrodo puede ser una pieza de metal. La capacitancia eléctrica intrínseca del electrodo, incluso si es flotante, extrae al menos una parte del plasma de descarga y la capacidad calorífica del electrodo enfría el plasma al menos parcialmente. El material del electrodo puede ser también relativamente más resistente a la erosión por el plasma que otro material de la caja. Así se mitigan los efectos adversos de la descarga de la chispa. La capacitancia de un electrodo flotante puede ser tan baja que se descarga cómodamente por fuga al entorno en periodos de tiempo relativamente breves entre episodios de conmutación.

De forma eficaz, los espacios segundo y/o tercero pueden estar cerrados o pueden cerrarse sustancialmente mediante el electrodo.

La caja puede comprender un cuarto espacio en comunicación con el primer espacio por medio de una primera abertura para actuar como un espacio intermedio o espacio de escape para los productos de la chispa. Al espacio de escape puede proporcionársele una segunda abertura en una superficie externa de la caja, creando así un canal de escape dedicado al exterior del conmutador. La segunda abertura del canal está situada preferentemente fuera de una parte exterior de un contacto estacionario.

En un conmutador con un electrodo, al menos una parte del electrodo está dispuesta o puede disponerse preferentemente en el cuarto espacio, posiblemente en o cerca de la primera abertura del mismo, para desionizar y enfriar al menos parcialmente la nube de la... [Seguir leyendo]

1. Conmutador eléctrico rotatorio (1) que comprende una caja (6) que aloja al menos un primer contacto rotatorio (7a) y un segundo contacto rotatorio (7b) dispuestos para poder girar alrededor de un eje de rotación (A) , y al menos un primer contacto estacionario (8a) , un segundo contacto estacionario (8b) , un tercer contacto estacionario (8c) y un cuarto contacto estacionario (8d) , comprendiendo el primer contacto estacionario una parte de contacto (17a) dispuesta para entrar en contacto con el primer contacto rotatorio y comprendiendo una parte de conexión (18a) para conexión a un conductor, comprendiendo el segundo contacto estacionario una parte de contacto (17b) dispuesta para entrar en contacto con el segundo contacto rotatorio y comprendiendo una parte de conexión (18b) para conexión a un conductor, estando el tercer contacto estacionario (8c) dispuesto sustancialmente opuesto al primer contacto estacionario con respecto al eje de rotación y comprendiendo una parte de contacto dispuesta para entrar en contacto con el primer contacto rotatorio (7a) , estando el cuarto contacto estacionario (8d) dispuesto sustancialmente opuesto al segundo contacto estacionario con respecto al eje de rotación y comprendiendo una parte de contacto dispuesta para entrar en contacto con el segundo contacto rotatorio (7b) ;

en el que los contactos estacionarios primero y segundo están dispuestos desplazados en la dirección axial y la dirección angular con respecto al eje de rotación, caracterizado porque los contactos rotatorios primero y segundo están dispuestos para entrar en contacto simultáneamente con los contactos estacionarios primero y tercero y los contactos estacionarios segundo y cuarto, respectivamente, en una primera orientación rotatoria alrededor del eje de rotación común y para evitar dicha puesta en contacto en una segunda orientación rotatoria alrededor del eje de rotación común, en el que la parte de contacto (17a, 17b) y la parte de conexión (18a, 18b) de los al menos primer y segundo contactos estacionarios (8a, 8b) están orientadas en un ángulo (a, º) entre sí en la dirección radial (R) y la dirección axial (z) con respecto al eje de rotación (A) .

2. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la parte de contacto (17a, 17b) y la parte de conexión (18a, 18b) de al menos uno de los contactos estacionarios primero y segundo (8a, 8b) están orientadas en un ángulo (a) entre sí en la dirección radial (R) con respecto al eje de rotación (A) en un intervalo entre aproximadament.

11. 160°, por ejemplo, entre aproximadament.

12. 150°, .

13. 140°, por ejemplo, aproximadamente 135°, y en un ángulo (º) entre sí en la dirección axial (z) con respecto al eje de rotación (A) en un intervalo entre aproximadament.

11. 170°, por ejemplo, entre aproximadament.

12. 160°, .

13. 150°, por ejemplo aproximadamente 140°.

3. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos la parte de conexión (17a) del primer contacto estacionario (8a) y la parte de conexión (17b) del segundo contacto estacionario (8b) están dispuestas sustancialmente perpendiculares entre sí con respecto al eje de rotación (A) .

4. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la caja (8) comprende partes (21) para alojar un contacto estacionario (8) , en el que las partes adyacentes (21) están divididas por una abertura o ranura (30) para alojar un componente de cortocircuito (19) para interconectar eléctricamente al menos los contactos estacionarios primero y segundo (8a, 8b) .

5. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un componente de cortocircuito (19) para interconectar eléctricamente al menos los contactos estacionarios primero y segundo (8a, 8b) .

6. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según la reivindicación 5, en el que el componente de cortocircuito (19) está constituido para ajustarse sustancialmente dentro del perímetro exterior de la caja (6) .

7. Conmutador eléctrico rotatorio según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende al menos un contacto rotatorio (7) y al menos un contacto estacionario (8) , que comprende además un componente de muelle de bloqueo (36) ,

en el que el componente de muelle de bloqueo comprende una primera parte (38, 39) y una segunda parte (40) , en el que la primera parte comprende un componente de muelle resiliente (38) configurado para acoplar de manera que se pueda soltar un componente de bloqueo (37) y la segunda parte está configurada para acoplarse mecánicamente a una parte de vástago (9) para impartir una fuerza rotacional en al menos un contacto rotatorio del conmutador, en el que la segunda parte es eléctricamente aislante.

8. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende al menos un contacto rotatorio (7) y un contacto estacionario (8) , comprendiendo el contacto estacionario una parte de contacto (17) dispuesta para entrar en contacto con el contacto rotatorio y una parte de conexión (18) para conexión a un conductor, en el que la caja comprende un primer espacio (20) para alojar el contacto rotatorio, un segundo espacio (22) y un tercer espacio (22) para alojar el contacto estacionario, en el que al menos uno de los espacios segundo y tercero está sustancialmente cerrado o puede cerrarse cuando el contacto estacionario está dispuesto en el tercer espacio o el segundo espacio, respectivamente.

9. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la caja comprende además un electrodo (10) .

10. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según las reivindicaciones 8 y 9, en el que al menos uno entre el segundo espacio (22) y el tercer espacio (22) está sustancialmente cerrado o puede cerrarse mediante el electrodo (10) .

11. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, que comprende un cuarto espacio (24) en comunicación con el primer espacio (20) por medio de una primera abertura (25) .

12. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según la reivindicación 11 cuando es dependiente de la reivindicación 9 ó 10, en el que al menos una parte del electrodo (10) está dispuesta o puede disponerse en el cuarto espacio (24) .

13. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 11 y 12, en el que al menos uno de los espacios segundo y tercero (22, 22) está dispuesto de tal manera que un contacto estacionario (8) que se ajusta en este espacio bloquea sustancialmente la comunicación entre los espacios primero y cuarto (20, 24) .

14. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la caja

(6) comprende un primer módulo de caja (6A) para una caja modular para un conmutador eléctrico rotatorio, en el que el primer módulo de caja (6A) está apilado en un segundo módulo de caja (6B) .

15. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una pluralidad de contactos rotatorios (7) y un vástago modular, comprendiendo el vástago modular al menos dos módulos de vástago (9) los cuales están conectados o pueden conectarse mecánicamente para impartir cada uno una fuerza rotacional en al menos un contacto rotatorio del conmutador.

16. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según la reivindicación 15, en el que los módulos de vástago (9) son aislantes.

DOCUMENTOS INDICADOS EN LA DESCRIPCIÓN

En la lista de documentos indicados por el solicitante se ha recogido exclusivamente para información del lector, y no es parte constituyente del documento de patente europeo. Ha sido recopilada con el mayor cuidado; sin embargo, la EPA no asume ninguna responsabilidad por posibles errores u omisiones.

Documentos de patente indicados en la descripción

• FR 1149662 [0006] • GB 1159729 A [0008]

• GB 1485002 A [0007] • US 4532386 A [0009]