Contacto para interruptor de vacío.

Un contacto de un interruptor de vacío que tiene un contacto móvil (2) y un contacto estacionario (3),

en el que el contacto móvil y el contacto estacionario comprenden cada uno:

una pluralidad de porciones de ranura (2a1, 2a2, 3a1, 3a2) formadas de una manera extendida hacia una superficie circunferencial externa desde una pluralidad de posiciones, respectivamente, separadas del centro de una superficie de contacto; y

una porción de pétalo (2a, 3a) formada entre un par de las porciones de ranura adyacentes, en el que para minimizar una parte mecánicamente frágil que tiene una anchura estrecha en la porción de pétalo a la vez que se induce el movimiento rotacional de un arco,

cada una de las porciones de ranura comprende:

una primera porción de extremo (2a3, 3a3) que está cerrada y es adyacente al centro; y

una segunda porción de extremo (2a4, 3a4) que está abierta y es adyacente a la superficie circunferencial externa, y caracterizado porque

cada una de las porciones de ranura además comprende:

una primera porción de ranura (2a1, 3a1) linealmente extendida desde la primera porción de extremo; y una segunda porción de ranura (2a2, 3a2) que se extiende linealmente hasta la segunda porción de extremo mediante un curvado radialmente hacia dentro desde la primera porción de ranura según un ángulo predeterminado, y porque

el ángulo predeterminado es mayor o igual que 30 grados y menor o igual que 60 grados.

Contacto para interruptor de vacío Antecedentes de la invención Campo de la invención

La presente invención se refiere a un interruptor de vacío, que es un mecanismo de contacto principal de un disyuntor de circuito de vacío (en adelante, se abrevia como VCB, Vacuum Circuit Breaker), y más particularmente a un contacto del interruptor de vacío. Realizaciones del contacto pueden proporcionar un rápido funcionamiento de extinción de arco y una excelente resistencia mecánica como tolerancia a una tensión mecánica impuesta sobre un electrodo cuando un contacto móvil y un contacto estacionario están entrando en contacto uno con otro.

Descripción de la técnica convencional

Se describirá a continuación con referencia a la FIG. 1 un ejemplo de la configuración de un interruptor de vacío típico.

Como se ilustra en la FIG. 1, en general, un interruptor de vacío puede comprender un contenedor de aislamiento 9 formado por un material cerámico, tal como una cerámica que tiene una excelente característica de aislamiento eléctrico y una resistencia térmica superior, en cuyas porciones superior e inferior se abren, respectivamente, un electrodo estacionario 4 insertado en el contenedor de aislamiento 9 y en cuya porción de extremo está dispuesto un contacto estacionario 3 y en cuya otra porción de extremo por ejemplo está conectado eléctricamente un lado de fuente de alimentación, y un electrodo móvil 1 insertado en el contenedor de aislamiento 9 y en cuya porción de extremo se dispone un contacto móvil 2 y en cuya otra porción de extremo por ejemplo está conectado eléctricamente un lado de carga eléctrica.

El número de referencia 5 puede designar un fuelle de sellado metálico que soporta de manera móvil el electrodo móvil 1, y el número de referencia 6 puede designar una placa de protección dispuesta en el electrodo móvil 1 para proteger el fuelle 5 de un arco de un modo protector.

El número de referencia 7 puede designar una primera copa de sellado soldada y dispuesta de un modo estacionario en el contenedor de aislamiento 9 para el sellado entre una porción de abertura inferior del contenedor de aislamiento 9 y el electrodo móvil 1, y el número de referencia 8 puede designar una segunda copa de sellado soldada y dispuesta para ser fijada al contenedor de aislamiento 9 para el sellado entre una porción de abertura superior del contenedor de aislamiento 9 y el electrodo estacionario 4.

El número de referencia 10 puede designar una placa de protección central dispuesta en el centro del contenedor de aislamiento 9 para proteger una superficie de pared interior del contenedor de aislamiento 9 de un arco.

Un interruptor de vacío típico que tenga la configuración anterior, cuando el electrodo móvil 1 de la FIG. 1 se desplaza hacia arriba debido a la fuerza de accionamiento transferida desde un actuador que tiene una fuente de accionamiento no mostrada, como un muelle o un motor y articulaciones, el contacto móvil 2 dispuesto en una porción de extremo del electrodo móvil 1 puede contactar con el contacto estacionario 3. En consecuencia, el lado de carga eléctrica conectado eléctricamente al electrodo móvil 1 y el lado de fuente de alimentación conectado eléctricamente al electrodo estacionario 4 se conectan eléctricamente uno con otro, y por tanto el estado de operación pasa a un estado de circuito cerrado.

Cuando el electrodo móvil 1 se mueve hacia abajo debido a una fuerza de accionamiento transferida desde el actuador que tiene la fuente de accionamiento no mostrada, el contacto móvil 2 dispuesto en una porción de extremo del electrodo móvil 1 se separa del contacto estacionario 3. En consecuencia, el lado de la carga eléctrica conectado eléctricamente al electrodo móvil 1 y el lado de fuente de alimentación conectado eléctricamente al electrodo estacionario 4 se separan eléctricamente uno de otro, y por tanto el estado de operación pasa a un estado de circuito abierto.

Mientras tanto, cuando el circuito se abre, como se ilustra en la FIG. 2, se produce un arco (A) entre el contacto móvil 2 y el contacto estacionario 3, y fluye una corriente de arco (larc) a través del arco (A), y se forma un campo magnético (B) debido a la corriente de arco (larc) alrededor de la corriente de arco (larc). Entonces, el arco (A) recibe una fuerza horizontal, es decir, la denominada fuerza de Lorentz, de acuerdo con una distancia (L) entre el contacto móvil 2 y el contacto estacionario 3 y el campo magnético (B). En consecuencia, el arco que es empujado hacia fuera por una fuerza de Lorentz rota sobre una superficie de contacto a lo largo de la forma de un camino de conducción eléctrica, denominado una pluralidad de pétalos sobre el contacto móvil 2 y el contacto estacionario 3 según se ilustra en la FIG. 3.

Mientras tanto, se describirá con referencia a las FIGS. 4 a 7 la configuración de un contacto del interruptor de vacío

de acuerdo con dos ejemplos de la técnica anterior.

Un contacto del interruptor de vacío en las FIGS. 4 a 7 puede tener una configuración de contacto de tipo de campo magnético horizontal, como se ilustra en la FIG. 3. La configuración de contacto de tipo de campo magnético horizontal puede significar que un campo magnético perpendicular a la corriente se forma en una dirección horizontal debido a que la dirección de una corriente tiene una dirección axial (es decir, una dirección vertical) según se muestra en el camino de a b c > d > e utilizando flechas. A continuación se describe un contacto del interruptor de vacío en las FIGS. 4 a 7 que tiene una configuración de contacto de tipo de campo magnético horizontal.

En caso de que un interruptor de vacío tenga la configuración de contacto de tipo de campo magnético horizontal, un estado aislado entre contactos, en concreto un estado en el que un espacio entre contacto está completamente roto, puede conseguirse inmediatamente según si un arco se extingue haciendo rotar rápidamente vapor metálico en el arco generado entre los contactos que se abren y se separan uno de otro sobre la superficie de contacto debido a una corriente de fallo tal como una corriente de cortocircuito en el circuito, determinado así el éxito o fracaso de una interrupción de circuito efectiva.

En consecuencia, para mejorar una fuerza rotacional para hacer rotar el vapor metálico en un arco, el esquema de mejorar una longitud de los pétalos 2a, 3a de los contactos 2, 3 se ha llevado a cabo de acuerdo con un ejemplo de la técnica relacionada, según se ilustra en las FIGS. 4 y 5.

En caso de un ejemplo de la técnica relacionada, puede ser efectivo para hacer rotar rápidamente el vapor metálico en un arco mediante el aumento de la longitud de los pétalos 2a, 3a, pero también puede tener un inconveniente debido a que el diámetro del interruptor de vacío aumenta a medida que aumenta el diámetro () de los contactos 2, 3 y además el tamaño de un disyuntor de circuito en vacío que utiliza el interruptor de vacío aumenta.

Además, como se ilustra en la FIG. 4, la anchura (W) de una porción curvada de los pétalos 2a, 3a es estrecha según se ilustra en la FIG. 4, y por tanto puede producirse la deformación y deterioro de los contactos debido a un golpe mecánico durante una operación de cierre de los contactos del interruptor de vacío, provocando así un problema relacionado con una drástica reducción de las características de conmutación de los contactos.

Mientras tanto, en caso de otro ejemplo de la técnica relacionada según se ilustra en las FIGS. 6 y 7, tiene una característica relacionada con que el diámetro de los contactos 2, 3 no aumenta cuando aumenta la longitud (I) de los pétalos 2a, 3a.

En caso de otro ejemplo de la técnica relacionada según se ¡lustra en las FIGS. 6 y 7, puede tener el efecto de no aumentar el tamaño del interruptor de vacío y el disyuntor de circuito en vacío debido a que es efectivo en la rápida rotación del vapor metálico en un arco gracias al aumento de longitud (I) de los pétalos 2a, 3a y no hay aumento de la longitud del mismo.

Sin embargo, como se ¡lustra en la FIG. 6, la anchura (Ws) de una porción de ¡nielo de los pétalos 2a, 3a es estrecha según se ¡lustra en la FIG. 6, y por tanto puede producirse la deformación y deterioro de los contactos debido al golpe mecánico durante una operación de cierre de los contactos del Interruptor de vacío, provocando así un problema relacionado con la drástica reducción de las características de conmutación de los contactos.

El documento US 6.163.002 A da a conocer un interruptor de circuito de vacío sin estructura de contacto que incluye pasadores de soporte, pero no describe porciones primera y segunda de ranura,... [Seguir leyendo]

1. Un contacto de un interruptor de vacío que tiene un contacto móvil (2) y un contacto estacionario (3), en el que el contacto móvil y el contacto estacionario comprenden cada uno:

una pluralidad de porciones de ranura (2a1, 2a2, 3a1, 3a2) formadas de una manera extendida hacia una superficie circunferencial externa desde una pluralidad de posiciones, respectivamente, separadas del centro de una superficie de contacto; y

una porción de pétalo (2a, 3a) formada entre un par de las porciones de ranura adyacentes, en el que para minimizar una parte mecánicamente frágil que tiene una anchura estrecha en la porción de pétalo a la vez que se induce el movimiento rotacional de un arco,

cada una de las porciones de ranura comprende:

una primera porción de extremo (2a3, 3a3) que está cerrada y es adyacente al centro; y

una segunda porción de extremo (2a4, 3a4) que está abierta y es adyacente a la superficie circunferencial externa, y caracterizado porque

cada una de las porciones de ranura además comprende:

una primera porción de ranura (2a1, 3a1) llnealmente extendida desde la primera porción de extremo; y

una segunda porción de ranura (2a2, 3a2) que se extiende linealmente hasta la segunda porción de extremo mediante un curvado radialmente hacia dentro desde la primera porción de ranura según un ángulo predeterminado, y porque

el ángulo predeterminado es mayor o igual que 30 grados y menor o igual que 60 grados.

2. El contacto de un interruptor de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende:

una porción de canal de contacto central (C1) formada de manera cóncava con un diámetro predeterminado desde el centro del contacto,

en el que una distancia desde una superficie circunferencial externa de la porción de canal de contacto central a la primera porción de ranura tiene una primera distancia (W1) predeterminada para mantener una resistencia mecánica en el momento de abrir o cerrar el contacto.

3. El contacto de un interruptor de vacío de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-2, en el que la primera distancia predeterminada es mayor que cero y menor o igual que 5 mm.

4. El contacto de un interruptor de vacío de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-3, en el que para cada porción de ranura, una distancia desde la primera porción de extremo hasta una segunda porción de ranura de la porción de ranura adyacente a la primera porción de extremo tiene una segunda distancia predeterminada para mantener una resistencia mecánica en el momento de abrir o cerrar el contacto.

5. El contacto de un interruptor de vacío de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-4, en el que la segunda distancia es mayor o igual que 0,8 veces el grosor del contacto o menor o Igual que dos veces el grosor del contacto.