Disyuntor de baja tensión.

Disyuntor de baja tensión comprendiendo:

- al menos un primer contacto fijo (1),

que se conecta eléctricamente a un terminal para la conexión a un circuito eléctrico;

- un contacto móvil rotativo (10), que comprende un cuerpo central (11) desde el cual sobresale al menos un primer brazo (12), una superficie activa (13) se dispone en la extremidad de dicho primer brazo (12), dicha superficie activa (13) se puede asociar/separar de dicho contacto fijo (1) por medio de una rotación de dicho contacto móvil (10), al menos una primera superficie de perfil de leva (15) formada sobre dicho cuerpo central (11);

- un árbol de soporte de contacto rotativo (20), que se conecta funcionalmente a un mecanismo de accionamiento del disyuntor y se provee de un asiento (21) que recibe el cuerpo central (11) del contacto móvil (10) de modo que el primer brazo (12) esté en saliente hacia el exterior a partir de dicho asiento (21), donde al menos un primer muelle (8) y un segundo muelle se instalan también en dicho árbol de soporte de contacto (20) y se adaptan para garantizar, cuando se cierra el disyuntor, una presión de contacto adecuada entre dicha superficie activa (13) y el contacto fijo (1); el disyuntor comprendiendo además un primer pivote (22), medios de conexión (23) y al menos un segundo pivote (24) también instalados sobre dicho árbol (20) en lados opuestos mutuamente con respecto al primer pivote (22), dicho segundo pivote (24) siendo acoplado al árbol de soporte de contacto (20) y amovible con respecto al árbol de soporte de contacto (20) y al contacto móvil (10), donde dichos primero y segundo muelles se anclan también al segundo pivote (24) y a los medios de conexión (23) y se instalan a lo largo de los dos lados opuestos del brazo (12) del contacto móvil, y dicho segundo pivote (24) interactúa funcionalmente con dicha primera superficie de perfil de leva (15) para generar un momento mecánico que corresponde a la dirección de rotación del contacto móvil (10) durante al menos una parte de la etapa de separación de la superficie activa (13) con respecto al contacto fijo (1) en una condición de cortocircuito, caracterizado por el hecho de que dicho primer pivote (22) se fija a dicho árbol de soporte de contacto (20) y se acopla con un agujero (14) formado en dicho cuerpo central (11) y por el hecho de que dichos medios de conexión (23) se fijan al árbol de soporte de contacto (20).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2002/012166.

Solicitante: ABB S.P.A..

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIA VITTOR PISANI 16 20124 MILANO ITALIA.

Inventor/es: BRESCIANI,NICOLA, ROTA MARTIR,ROBERTO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01H77/10 ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01H INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS DE PROTECCION DE EMERGENCIA (cables de contacto H01B 7/10; interruptores automáticos de tipo electrolítico H01G 9/18; circuitos de protección, de seguridad H02H; conmutación por medios electrónicos sin cierre de contactos H03K 17/00). › H01H 77/00 Disyuntores de protección con máximo de corriente accionados por una corriente en exceso y necesitando una maniobra de rearme separada (H01H 73/00, H01H 75/00 tienen prioridad). › con apertura electrodinámica.

PDF original: ES-2408169_T3.pdf

 

Disyuntor de baja tensión.

Fragmento de la descripción:

Disyuntor de baja tensión [0001] La presente invención se refiere a un disyuntor de baja tensión, es decir, con tensiones de funcionamiento de hasta 1000 voltios.

Los sistemas eléctricos industriales de baja tensión caracterizados por corrientes y niveles de potencia elevados utilizan habitualmente dispositivos específicos, comúnmente conocidos en la técnica como disyuntores de potencia automáticos.

Estos disyuntores se diseñan para proveer una serie de características requeridas para asegurar el funcionamiento adecuado del sistema eléctrico en el que se insertan y el de las cargas conectadas con éste. Por ejemplo, dichos disyuntores : - aseguran la corriente nominal requerida para los distintos usuarios; - permiten una inserción y desconexión adecuadas de las cargas con respecto al circuito; - protegen las cargas contra eventos anormales tales como una sobrecarga y cortocircuitos por abertura automática del circuito; - permiten desconectar el circuito protegido mediante una separación galvánica o de la abertura de contactos adecuados con el fin de conseguir el aislamiento completo de la carga con respecto a la fuente de energía eléctrica.

Generalmente, estos disyuntores están disponibles en varias formas de realización industriales, entre las cuales la más común confía la abertura de los contactos a mecanismos cinemáticos complicados accionados por la energía mecánica almacenada previamente en los muelles de abertura particulares.

En determinadas condiciones de funcionamiento, particularmente cuando la supuesta corriente de cortocircuito puede asumir valores relativamente altos, el uso de dispositivos que utilizan de manera tradicional la energía que se puede acumular en los muelles de abertura pueden ser poco eficaz y costosos para la abertura de los contactos; en estos casos, es común recurrir a tipos particulares de disyuntor automático que presenten soluciones técnicas previstas para incrementar su capacidad de interrupción.

Dos soluciones técnicas, entre las más muy usadas en la actualidad, se utilizan frecuentemente de forma combinada. En particular, una primera solución fuerza la corriente a seguir un camino determinado, de modo que cuando se produce un cortocircuito, se producen fuerzas de repulsión electrodinámica entre los contactos. Estas fuerzas de repulsión generan un impulso útil que ayuda a incrementar la velocidad de separación de los contactos móviles con respecto a los contactos fijos; de esta manera, el tiempo de intervención se reduce y se impide que la supuesta corriente de cortocircuito alcance su valor máximo.

La segunda solución duplica los contactos fijos y los contactos móviles. En este caso, el flujo de corriente se interrumpe en cada polo del disyuntor en dos regiones separadas dispuestas eléctricamente en serie la una con respecto a la otra, de modo que cada región se somete a una tensión mecánica y térmica reducida.

Un aspecto particularmente crítico de tipos conocidos de disyuntores es el hecho de que la presencia de fuerzas de repulsión electrodinámica, a pesar de contribuir positivamente a la generación del impulso útil para la separación de contactos, permite que la estructura de contacto móvil alcance el final de su recorrido a gran velocidad y por lo tanto con mucha energía; este aspecto tiende a causar impactos violentos contra la caja del disyuntor, hasta el punto de necesitar el uso eventual de elementos de amortiguación adicional, y puede causar un rebote de los contactos móviles con respecto a los contactos fijos y reencendidos indeseables del arco eléctrico.

Para contrastar esta posibilidad, en algunas soluciones conocidas se usan sistemas adicionales para el cierre de los contactos móviles en la posición de abertura; en otras soluciones conocidas, la estructura de los contactos móviles y de los elementos funcionales asociados a ésta se configura en cambio de manera apropiada de tal modo que durante el recorrido de separación de los contactos, se frenan los contactos móviles. Un ejemplo al respecto se provee en EP 0560697.

Otro aspecto crítico de tipos conocidos de disyuntores de contactos dobles es la necesidad de tener, para cada polo, una presión mecánica que se distribuye equitativamente sobre las dos superficies para el acoplamiento entre cada contacto fijo y el contacto móvil correspondiente. Si la presión de contacto se distribuye de modo desigual, se producen efectos negativos con respecto a la conductividad eléctrica del disyuntor, que degrada continuamente la vida útil debido al desgaste gradual pero irregular de las placas de conducción situadas en las superficies de acoplamiento de los contactos.

Para resolver este problema, una solución usada habitualmente implica la provisión de la estructura que soporta los contactos móviles y los conecta al elemento de accionamiento, la cual estructura se constituye generalmente de un eje o barra rotativos, con niveles de libertad respecto a dicho elemento de accionamiento y por lo tanto también respecto a los contactos fijos. Otros muelles se asocian también a la estructura de cada contacto móvil y, mediante el uso de la libertad móvil de los contactos móviles con respecto a los contactos fijos y al elemento de accionamiento, facilitan la autoadaptación de las superficies de contactos móviles con respecto a los fijos y la distribución constante de la presión de contacto. Un ejemplo al respecto se provee en EP0314540. En este caso, la presencia de los muelles adicionales, a pesar de permitir una distribución adecuada de las presiones de contacto, en virtud de la acción de retorno aplicada por éstos, puede facilitar la posibilidad de rebote de los contactos y de reencendido consecuente del arco eléctrico.

La patente US6, 259, 048 divulga un ensamblaje de contacto rotativo de disyuntor que utiliza un pivote común entre un rotor y un brazo de contacto rotativo. Dos muelles cooperan directamente con el rotor en una primera extremidad y cooperan con el brazo de contacto rotativo a través de una disposición de conexión en una segunda extremidad opuesta.

La patente EP0889498 divulga un disyuntor según el preámbulo de la reivindicación 1, con un ensamblaje de contacto rotativo comprendiendo un rotor que incluye un pivote de brazo de contacto rotativo. Un par de resortes se ancla a un primer pivote y a un segundo pivote que se acoplan al rotor de forma amovible.

La patente US4, 562, 419 divulga una sistema de contacto de abertura electrodinámico que incluye un contacto fijo y un contacto amovible. El contacto amovible es inclinado por dos muelles con una extremidad enganchada a un perno fijado al alojamiento del sistema de contacto y a la otra extremidad que recibe en una vía de deslizamiento el contacto amovible.

El objetivo de la presente invención consiste en proveer un disyuntor de baja tensión que permite la ejecución óptima de las operaciones de conmutación eléctrica, permitiendo en particular eliminar o al menos minimizar la posibilidad de que, en condiciones de cortocircuito, el contacto móvil rebote hacia el fijo, con un reencendido consecuente del arco eléctrico, con una estructura constructiva que es simple y funcionalmente eficaz y no requiere elementos de enclavamiento adicionales durante la abertura.

Este objetivo y otros objetos que serán más evidentes a continuación se consiguen por un disyuntor de baja tensión de acuerdo con la reivindicación 1.

De esta manera, el disyuntor según la invención tiene como ventaja importante que durante la separación de las partes en contacto mutuo después de un cortocircuito, se genera un momento que facilita el movimiento de la superficie activa del contacto móvil lejos del contacto fijo correspondiente y se opone a cualquier rebote del mismo, evitando o minimizando la posibilidad de reencendidos del arco eléctrico.

Además características y ventajas de la invención serán más claras con la descripción de formas de realización preferidas aunque no exclusivas del disyuntor según la invención, ilustradas sólo en forma de ejemplo no limitativo en los dibujos anexos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista en planta de una primera forma de realización del ensamblaje constituida por el eje

de soporte de contacto, el contacto móvil con un único brazo, y un contacto fijo, que se puede usar en el

disyuntor según la invención, en la posición en la que se cierra el disyuntor y se acoplan los contactos;

- la figura 2 es una vista en planta de una segunda forma de realización del ensamblaje constituida por el eje de soporte de contacto, el contacto móvil con un único brazo, y un contacto fijo, que se puede usar en el disyuntor según la invención;

- las figuras... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Disyuntor de baja tensión comprendiendo:

- al menos un primer contacto fijo (1) , que se conecta eléctricamente a un terminal para la conexión a un circuito eléctrico;

- un contacto móvil rotativo (10) , que comprende un cuerpo central (11) desde el cual sobresale al menos un primer brazo (12) , una superficie activa (13) se dispone en la extremidad de dicho primer brazo (12) , dicha superficie activa (13) se puede asociar/separar de dicho contacto fijo (1) por medio de una rotación de dicho contacto móvil (10) , al menos una primera superficie de perfil de leva (15) formada sobre dicho cuerpo central (11) ;

- un árbol de soporte de contacto rotativo (20) , que se conecta funcionalmente a un mecanismo de accionamiento del disyuntor y se provee de un asiento (21) que recibe el cuerpo central (11) del contacto móvil (10) de modo que el primer brazo (12) esté en saliente hacia el exterior a partir de dicho asiento (21) , donde al menos un primer muelle (8) y un segundo muelle se instalan también en dicho árbol de soporte de contacto (20) y se adaptan para garantizar, cuando se cierra el disyuntor, una presión de contacto adecuada entre dicha superficie activa (13) y el contacto fijo (1) ; el disyuntor comprendiendo además un primer pivote (22) , medios de conexión (23) y al menos un segundo pivote

(24) también instalados sobre dicho árbol (20) en lados opuestos mutuamente con respecto al primer pivote (22) , dicho segundo pivote (24) siendo acoplado al árbol de soporte de contacto (20) y amovible con respecto al árbol de soporte de contacto (20) y al contacto móvil (10) , donde dichos primero y segundo muelles se anclan también al segundo pivote (24) y a los medios de conexión (23) y se instalan a lo largo de los dos lados opuestos del brazo (12) del contacto móvil, y dicho segundo pivote (24) interactúa funcionalmente con dicha primera superficie de perfil de leva (15) para generar un momento mecánico que corresponde a la dirección de rotación del contacto móvil (10) durante al menos una parte de la etapa de separación de la superficie activa (13) con respecto al contacto fijo (1) en una condición de cortocircuito, caracterizado por el hecho de que dicho primer pivote (22) se fija a dicho árbol de soporte de contacto (20) y se acopla con un agujero (14) formado en dicho cuerpo central (11) y por el hecho de que dichos medios de conexión (23) se fijan al árbol de soporte de contacto (20) .

2. Disyuntor según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho segundo pivote (24) interactúa funcionalmente con la superficie de perfil de leva correspondiente (15) para producir, durante la separación de la superficie activa (13) del contacto móvil (10) con respecto al contacto fijo (1) en la condición de cortocircuito, un momento mecánico que se orienta en sentido opuesto con respecto a la dirección de rotación del contacto móvil

(10) durante una primera parte de dicha etapa de separación y un momento mecánico que corresponde a la dirección de rotación del contacto móvil (10) durante una segunda parte de dicha etapa de separación.

3. Disyuntor según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que dicho segundo pivote (24) descansa en tope directamente sobre la superficie de perfil de leva (15) .

4. Disyuntor según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que dicho segundo pivote (24) se acopla al árbol de soporte de contacto (20) de tal forma que se pueda deslizar en unas ranuras (25) formadas en dicho árbol (20) .

5. Disyuntor según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que dichos medios de conexión (23) comprenden un tercer pivote (23) , que se fija al árbol (20) , y por el hecho de que éstos comprenden al menos un cuarto pivote (27, 33) , que se fija al árbol (20) en una posición sensiblemente simétrica al tercer pivote (23) con respecto a dicho primer pivote (22) , dichos segundo y cuarto pivotes (24, 27, 33) siendo conectados mutuamente por medio de una primera conexión (28) y de una segunda conexión, que se disponen en dicho asiento (21) del árbol (20) a lo largo de dos lados opuestos del contacto móvil (10) .

6. Disyuntor según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que comprende un segundo contacto fijo (3) , que se conecta eléctricamente a un terminal correspondiente para la conexión a un circuito eléctrico, y por el hecho de que dicho contacto móvil rotativo (10) incluye un segundo brazo (12) que sobresale desde el cuerpo central (11) y es sensiblemente simétrico al primer brazo (12) con respecto al eje de rotación, una segunda superficie activa (13) dispuesta en la extremidad de dicho segundo brazo (12) , donde dicha segunda superficie activa (13) se puede asociar/separar con respecto a dicho segundo contacto fijo (3) por medio de una rotación de dicho contacto móvil (10) , una segunda superficie de perfil de leva

(15) también dispuesta sobre dicho cuerpo central (11) y de manera sensiblemente simétrica con respecto a la primera superficie a perfil de leva (15) en relación con dicho eje de rotación, dichos medios de conexión comprendiendo un tercer pivote (23) que se fija al árbol (20) , un cuarto pivote (33) fijado al árbol (20) en una posición sensiblemente simétrica al tercer pivote (23) con respecto a dicho primer pivote (22) , un quinto pivote

(34) dispuesto en una posición sensiblemente simétrica al segundo pivote (24) con respecto al primer pivote (22) , y móvil con respecto al árbol (20) y a dicho contacto móvil (10) , un tercer muelle (8) y un cuarto muelle (8)

anclados a los cuarto y quinto pivotes (33, 34) e instalados a lo largo de dos lados opuestos del contacto móvil (10) , donde el quinto pivote (34) interactúa funcionalmente con la segunda superficie de perfil de leva (15) para ayudar a generar un momento mecánico que corresponde a la dirección de rotación del contacto móvil (10) durante al menos una parte final de la etapa para la separación de las superficies activas (13) con respecto a los contactos fijos correspondientes (1, 3) en una condición de cortocircuito.

7. Disyuntor según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que dichos tercer y quinto pivotes (23, 34) se conectan mutuamente por medio de una tercera conexión y de una cuarta conexión (28) , que se disponen en dicho asiento (21) del árbol (20) a lo largo de dichos dos lados opuestos del contacto móvil (10) .

8. Disyuntor según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que dicho quinto pivote (34) se acopla al árbol de soporte de contacto (20) de tal forma que éste se puede deslizar en unas ranuras (25) formadas en dicho árbol (20) .


 

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