Conmutador eléctrico rotatorio.

Caja (6) para un conmutador eléctrico rotatorio (1) que comprende al menos un contacto rotatorio (7) y al menos un contacto estacionario (8),

comprendiendo el al menos un 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 la que la caja comprende un primer espacio (20) para alojar el contacto rotatorio,

y una pluralidad de espacios de contactos estacionarios (22) para alojar el contacto estacionario,

caracterizado porque la caja comprende uno o más elementos de cierre (10) para cerrar sustancialmente al menos uno del uno o más espacios de contactos estacionarios no en uso para alojar un contacto estacionario.

Conmutador eléctrico rotatório.

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 una o más partes 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.

Debe observarse que 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 de material aislante 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-6.265.681 desvela un conmutador eléctrico rotatorio que incluye una caja de plástico hueco que posee una base en rebaje y un componente de cubierta. En la base en rebaje está colocada una pluralidad de contactos estacionarios resilientes. Una maneta de conmutador está montada de forma giratoria en la base en rebaje entre la pluralidad de contactos estacionarios. En la maneta de conmutador está montado un conjunto de contactores giratorios de grosor considerable. En uso, la rotación de la maneta de conmutador produce proyecciones de contactos, que se crean en la periferia del conjunto de contactores giratorios, para entrar en contacto selectivamente con la pluralidad de contactos estacionarios resilientes. En un modo de realización desvelado, el conjunto de contactores giratorios comprende un primer contactor giratorio y un segundo contactor giratorio que están fijos entre sí de una manera segura. En otro modo de realización desvelado, el conjunto de contactores giratorios comprende un primer contactor giratorio, un segundo contactor giratorio y una arandela delgada no conductora dispuesta entre ellos.

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

Un aspecto de la invención es una caja para un conmutador eléctrico rotatorio según se dispone en las reivindicaciones adjuntas 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 sustancialmente 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 chispa en el escape, reduciendo así adicionalmente los efectos de la chispa en el conmutador y posiblemente el exterior del mismo.

Los espacios segundo y/o tercero pueden estar dispuestos de tal manera que un contacto estacionario que se ajuste a ese espacio bloquee sustancialmente la comunicación entre los espacios primero y cuarto,... [Seguir leyendo]

1. Caja (6) para un conmutador eléctrico rotatorio (1) que comprende al menos un contacto rotatorio (7) y al menos un contacto estacionario (8) ,

comprendiendo el al menos un 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 la que la caja comprende un primer espacio (20) para alojar el contacto rotatorio,

y una pluralidad de espacios de contactos estacionarios (22) para alojar el contacto estacionario,

caracterizado porque la caja comprende uno o más elementos de cierre (10) para cerrar sustancialmente al menos uno del uno o más espacios de contactos estacionarios no en uso para alojar un contacto estacionario.

2. Caja (6) según la reivindicación 1, que comprende además un electrodo (10) .

3. Caja (6) según la reivindicación 2, en la que el uno o más elementos de cierre (10) comprenden un electrodo (10) .

4. Caja (6) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende un canal de escape (24) en comunicación con el primer espacio (20) a través de una primera abertura (25) y que comprende una abertura de escape (26) en una superficie exterior de la caja (6) .

5. Caja (6) según la reivindicación 4, que comprende un electrodo (10) y en la que al menos una parte del electrodo (10) está dispuesta o puede disponerse en el canal de escape (24) .

6. Caja (6) según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 5, que comprende varios canales de escape (24) en comunicación con el primer espacio (20) a través de una primera abertura (25) y que comprende una abertura de escape (26) en una superficie exterior de la caja (6) , en la que al menos uno del segundo y el tercer espacio (22, 22) está dispuesto de manera que un contacto estacionario (8) que se ajusta en ese espacio bloquea sustancialmente la comunicación entre el primer espacio (20) y el canal de escape (24) .

7. Caja (6) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que es un primer módulo de caja para una caja modular para un conmutador eléctrico rotatorio (1) , en la que el primer módulo de caja es apilable en un segundo módulo de caja.

8. Conmutador eléctrico rotatorio (1) que comprende una caja (6) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según la reivindicación 8, que comprende una pluralidad de contactos rotatorios (7) y un vástago modular, comprendiendo el vástago modular al menos dos módulos de vástago (9) , preferentemente aislantes, que están conectados o pueden conectarse mecánicamente para impartir cada uno una fuerza rotacional en al menos un contacto rotatorio del conmutador.

10. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, alojando la caja (6) al menos un primer contacto rotatorio (7a) y un segundo contacto rotatorio (7b) dispuestos para poder girar alrededor de un eje de rotación común (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 (8a) una parte de contacto (17a) dispuesta para estar en contacto con el primer contacto rotatorio (7a) y comprendiendo una parte de conexión (18a) para conexión a un conductor,

comprendiendo el segundo contacto estacionario (8b) una parte de contacto (17b) dispuesta para estar en contacto con el segundo contacto rotatorio (7b) y comprendiendo una parte de conexión (18b) para conexión a un conductor,

comprendiendo el tercer contacto estacionario (8c) una parte de contacto (17c) dispuesta para estar en contacto con el primer contacto rotatorio (7a) simultáneamente con el primer contacto estacionario (8a) y comprendiendo una parte de conexión (18c) para conexión a un conductor,

comprendiendo el segundo contacto estacionario (8d) una parte de contacto (17d) dispuesta para estar en contacto con el segundo contacto rotatorio (7d) simultáneamente con el segundo contacto estacionario (8b) y comprendiendo una parte de conexión (18d) para conexión a un conductor,

en el que los contactos estacionarios primero y segundo están dispuestos desplazados en la dirección axial y en la dirección angular con respecto al eje de rotación común (A) y en el que los contactos rotatorios primero y segundo están dispuestos para estar en contacto simultáneamente con los contactos estacionarios respectivos en una primera orientación rotatoria alrededor del eje de rotación común y simultáneamente para desconectar los contactos estacionarios respectivos en una segunda orientación rotatoria alrededor del eje de rotación común.

11. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según la reivindicación 10, 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 orientados en un ángulo (a, 1) entre sí en al menos una entre la dirección radial (R) y la dirección axial (Z) con respecto al eje de rotación (A) .

12. Conmutador eléctrico rotatorio según la reivindicación 10 u 11, en el que al menos la parte de contacto (17a) del primer contacto estacionario (8a) y la parte de contacto (17b) del segundo contacto estacionario (8b) están dispuestas sustancialmente en perpendicular entre sí con respecto al eje de rotación (A) .

13. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, que comprende además un componente de cortocircuito (19) para interconectar eléctricamente al menos los contactos estacionarios primero y segundo (8a, 8b) .

14. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según la reivindicación 13, en el que el componente de cortocircuito (19) está ajustado sustancialmente con el perímetro exterior de la caja (6) .

15. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, 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 y una segunda parte,

en el que la primera parte comprende un componente de muelle resiliente configurado para acoplar de forma desprendible un componente de bloqueo y la segunda parte está configurada para acoplarse mecánicamente con una parte de vástago para impartir una fuerza rotacional en al menos un contacto rotatorio del conmutador,

en el que la segunda parte es eléctricamente aislante.