BR102012001647A2

BR102012001647A2 - Dispositivo de distribuição de média tensão compreendendo um cartucho a vácuo

Info

Publication number: BR102012001647A2
Application number: BRBR102012001647-8A
Authority: BR
Inventors: Patrice Grosjean
Original assignee: Schneider Electric Ind Sas
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2012-01-24
Publication date: 2015-07-21
Also published as: US9058948B2; RU2578174C2; CN102623234A; RU2012102335A; FR2970809A1; FR2970809B1; AU2012200370B2; BR102012001647B1; CN102623234B; US20120187090A1; EP2479769A1; AU2012200370A1; EP2479769B1; ES2525080T3

Abstract

Dispositivo de distribuição de média tensão compreendendo um cartucho a vácuo. A presente invenção refere-se a um dispositivo de interrupção de corrente compreende, como mecanismo de operação de um cartucho a vácuo (6), ramo-conectado, em um circuito principal (1, 2, 3), a um contato móvel principal (3), um braço de balancim (12) interceptando o contato móvel principal (3) durante a abertura ou o fechamento do aparelho e girando para abrir o cartucho a vácuo, enquanto estabelece uma conexão elétrica. Esse braço de balancim é unitário e rígido e pode girar em torno de dois pontos de articulação (11, 21), um dos quais está ativo durante operações de abertura e o outro durante operações de fechamento para, então, permitir ao braço de balancim que sendo unitário seja mais forte, para ser retraido.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE DISTRIBUIÇÃO DE MÉDIA TENSÃO COMPREENDENDO UM CARTUCHO A VÁCUO".

DESCRIÇÃO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a uma chave elétrica ou disjuntor, em particular, adequado para tensão média e compreendendo um cartucho a vácuo. O termo "tensão média" MT é usado em sua aceitação usual, isto é, para uma tensão que é maior do que 1000 volts em corrente alternada e maior do que 1500 volts em corrente contínua, mas que não exceda 52.000 volts em corrente alternada e 75.000 volts em corrente contínua.

ESTADO DA TÉCNICA

Esses aparelhos têm que realizar a interrupção e o isolamento de circuitos elétricos. Seu elemento de base é um contato móvel principal no circuito elétrico de modo a ter um estado fechado e um estado aberto do circuito. A interrupção do circuito pode, porém, ser problemática por conta da ocorrência de um arco que passa através do contato móvel, mesmo quando este último está sendo aberto. Cartuchos a vácuo ramo-conectados ao contato principal são, portanto, frequentemente adicionados de modo a fazer o fluxo de corrente através do cartucho logo que o contato principal é aberto, o que impede a formação de um arco. Quando o cartucho a vácuo é, por sua vez, aberto, o circuito é interrompido de maneira segura, visto que o arco é extinto imediatamente no vácuo do cartucho. O mecanismo de operação, através do qual o cartucho a vácuo é aberto, é atuado, vantajosamente, pelo próprio contato móvel durante uma parte do deslocamento de abertura deste último, de modo que o operador tem um único comando para realizar e de modo que a abertura do cartucho a vácuo é sincronizada com a do circuito principal com um retardo de tempo muito pequeno. Os documentos US-A-5.168.139, FR-A-2.721.434 e FR-A-2.937.786 descrevem cartuchos a vácuo ou chaves compreendendo o acima. Vários mecanismos de operação já têm sido propostos na técni- ca anterior, mas eles apresentam uma certa complicação que implica em desvantagem econômica e pode reduzir sua confiabilidade. Uma das razões é que o contato móvel principal realiza uma trajetória satisfatória, quando fechando o circuito elétrico e que, portanto, intercepta o dispositivo de operação como tinha feito durante a operação do circuito, o que não é possível sem que precauções sejam tomadas, visto que o dispositivo de operação, que, em geral, é impulsionado para um estado invariável por uma mola não tem uma operação reversível. A interceptação durante o refechamento do circuito, portanto, é impedida através da retração do contato principal ou do dispositivo de operação, por exemplo, por meio da construção deste último com um pivô unidirecional como no terceiro documento acima, o que complica a chave e pode ser prejudicial a sua confiabilidade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um objetivo da invenção, portanto, é simplificar essas chaves e/ ou disjuntores, mais geralmente, dispositivos de distribuição em geral elétricos, em particular dispositivos de média tensão.

Em uma forma geral, a invenção se refere a um dispositivo, em particular, adequado para interrupção de médias tensões, tendo um cartucho a vácuo ramo-conectado em um circuito elétrico principal capaz de ser aberto ou fechado por um contato móvel principal, o cartucho a vácuo tendo uma haste que passa através de um envoltório e suportando um contato móvel do referido cartucho a vácuo, a chave ainda compreendendo um mecanismo de operação do cartucho a vácuo atuado pelo contato principal e atuando a haste e compreendendo um braço de balancim giratório, conectando a haste e o contato móvel principal. O braço de balancim é rígido e compreende duas regiões de articulação em torno das quais ele gira, respectivamente, durante as operações de abertura e fechamento do circuito elétrico principal. O braço de balancim complexo conhecido, composto de duas partes articuladas uma na outra, é, portanto substituído por um braço de balancim unitário encaixado com flexibilidade, se pontos de articulação fixos. O uso de uma articulação que poderia ser qualificada como oscilante entre dois pontos fixos na direção de rotação do braço de balancim permite interceptar completamente o contato móvel principal em uma direção e ser movido por este último, mas sem retrair na frente deste último na outra direção de movimento.

Na maioria das modalidades, o mecanismo também compreende uma mola impulsionando a haste para um estado invariável, que pode ser conectado, por exemplo, a uma estrutura fixa da chave ou braço de balancim ou entre o envoltório e a haste do cartucho a vácuo.

Em um desenho importante, o braço de balancim é articulado na haste em uma das referidas regiões de articulação. Na outra das referidas regiões de articulação, o mecanismo de operação pode, então, compreender um pino fixo e uma porção do braço de balancim, dotada de uma abertura oblonga em que o pino se move, quando o braço de balancim gira em torno da referida uma das regiões de articulação. Em outro desenho, a haste é fixada, rigidamente, ao braço de balancim e é flexível. As regiões de articulação são, então, vantajosamente, pontos de contato do braço de balancim com partes fixas da chave, o braço de balancim sendo conectado apenas à haste em um estado em que ela não é impulsionada pelo contato móvel principal. As referidas partes fixas do dispositivo de distribuição podem pertencer a uma luva fixada no cartucho a vácuo e circundando a haste e estão localizadas em cada lado da haste. A condução elétrica através da derivação do cartucho a vácuo pode se procurada pelo braço de balancim ou, possivelmente, por uma aba condutora de comutação, conectada eletricamente ao contato móvel do cartucho a vácuo e estendendo-se para cima, até uma extremidade livre aproximadamente sobreposta em uma extremidade livre do braço de balancim, que intercepta o contato móvel principal, contato móvel principal atritando na extremidade livre da aba de comutação.

Quando essa aba existe, o braço de balancim também pode atri-tar na aba de comutação com uma resistência maior do que a força exercida pela mola de inclinação. Este desenho permite que dois estados estáveis da chave sejam estabelecidos à vontade em diferentes posições do braço de balancim na ausência de inclinação pelo contato móvel principal. O contato móvel principal também pode ser giratório ou deslizante.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Algumas modalidades da invenção serão agora descritas para fins puramente ilustrativos apenas em conexão com as seguintes figuras: as figuras 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 ilustram uma primeira modalidade da invenção e várias etapas de abertura e fechamento do circuito; as figuras 8, 9 e 10 ilustram, igualmente, outra modalidade da invenção; e as figuras 11, 12, 13, 14, 15e 16 ilustram uma terceira modalidade da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA MODALIDADE

PREFERIDA

Conforme descrito na figura 1, o dispositivo de distribuição, aqui uma chave, compreende um circuito principal composto de um contato estacionário de lado de linha 1, um contato estacionário de lado de carga 2 e um contato móvel principal 3 conectado ao contato estacionário de lado de carga 2 por uma articulação 4 e tendo uma extremidade livre 5 a ser conectada com a extremidade livre do contato estacionário de lado de linha 1 para estabelecer um estado fechado do circuito, representado nesta figura 1. O cartucho a vácuo 6 forma uma derivação do circuito principal. Ele compreende um envoltório 7, um contato estacionário 8 conectado eletricamente ao contato estacionário de lado de linha 1 via o envoltório 7, um contato móvel 9 presente no envoltório 7, localizado na extremidade de uma haste 10, a extremidade oposta da qual se estende para fora do envoltório 7, formando uma articulação e também com um braço de balancim 12 e o contato móvel 9 toca o contato estacionário 8 no estado fechado do cartucho a vácuo 6, aqui representado. A tensão do interior do envoltório 7 é preservada por um fole 13 circundando a haste 10, uma extremidade do qual é vedada contra um aro do envoltório 7 e a outra extremidade do qual é ajustada com fixação na haste 10 perto do contato móvel 9.

Uma aba de comutação 14 compreende um eixo 15 que se estende em direção paralela à extremidade do contato estacionário de lado de linha 1 da extremidade do fole 13 que toca, para cima, até em frente da extremidade livre 5 do contato móvel principal 3 e uma extremidade alargada na forma de uma espátula 16, que se estende do eixo 15 perpendicularmente ao mesmo, em direção a essa extremidade livre 5 em uma curta distância da mesma. O braço de balancim 12 também compreende duas porções 17 e 18, formando um ângulo entre elas, a primeira das quais, que se estende em frente da extremidade do envoltório 7, suporta a articulação 11, um pino de fixação de uma mola 22 estirada entre o braço de balancim 12 e um ponto 23 de uma estrutura fixa 19 da chave e uma abertura 20, em que um pino 21, também pertencente à estrutura fixa 19, desliza. A segunda porção 18 se estende em frente da aba de comutação 14 e suas extremidades livres são mais ou menos alinhadas perpendicularmente ao plano da figura e do circuito principal, no estado fechado representado do cartucho a vácuo 6. A aba de comutação Meo braço de balancim 22 podem estar em contato por meio de atrito ou não.

Conforme ilustrado na figura 2, a abertura do circuito elétrico é realizada por meio de rotação do contato móvel principal 3 através de um cabo, não representado, e a sobreposição com o contato estacionário de lado de linha 1 cessa pouco a pouco. O contato móvel principal 3, contudo, alcança a extremidade do braço de balancim 12 de antemão, de modo que a corrente elétrica é dirigida, pouco a pouco, através da derivação ocupada pelo cartucho a vácuo 6, o que impede a criação de um arco elétrico entre os contatos 1, 3. A condução elétrica é realizada por contatos 8 e 9, a haste 10 e o braço de balancim 12, se todas as partes forem condutoras, Também pode ser realizado via os contatos 8, 9, o fole 13, que, então, tem que ser condutor, e a aba de comutação 14, se esta última atritar no braço de balancim 12 ou no contato móvel principal 3. A etapa da figura 3 representa a abertura da chave, o contato móvel principal 3 é completamente separado do contato estacionário de lado de linha 1 e foi iniciado para repelir o braço de balancim 12, que, porém, é retido em sua extremidade oposta pela mola 22 , de modo que ele oscila em torno do pino 21. A haste 10 é puxada e separa o contato móvel 9 do contato estacionário 8. A corrente elétrica é, então, interrompida no cartucho a vácuo 6. Quando a rotação do contato móvel principal 3 é continuada, a extremidade do braço de balancim 12 escapa do contato móvel principal 3 figura 4 e pode retornar para seu lugar, fechando novamente o cartucho a vácuo 1 figura 5, o circuito permanecendo aberto. Contudo, é possível, de acordo com uma modalidade alternativa representada na figura 6, para atrito entre o braço de balancim 12 e a aba de comutação 14, manter esta última na posição para a qual o contato móvel principal 3 a repeliu, mantendo o cartucho a vácuo 6 aberto, o que pode aperfeiçoar a desconexão. A figura 7 ilustra o novo fechamento do circuito. O contato móvel principal 3 é movido na direção inversa, passa em frente da aba de comutação 14, atritando na última ou não e intercepta a extremidade do braço de balancim 12, fazendo este último girar na direção oposta. Quando os contatos 8, 9 se tocam, a haste 10, porém, permanece imóvel e a rotação do braço de balancim 12 continua em torno da articulação 11, que permanece imóvel. A mola 22 é, então, esticada e o braço de balancim 12 se move na frente do pino 21, que desliza na abertura oblonga 20. Isso continua até que o braço de balancim 12 escapa da interceptação da extremidade livre 5. A chave, então, reverte para o estado da figura 1.

Em outra modalidade (figura 8), a aba de comutação 14 está ausente, como estão o pino 21, a abertura 20 e a articulação 11.0 braço de balancim 12, porém, permanece unido à haste - agora 24 - do cartucho a vácuo 6, que consiste de uma haste condutora, tendo uma certa flexibilidade e que é embutida no braço de balancim 12. Uma mola 25 é posicionada em torno da haste 24, no interior do fole 13 e impulsiona os contatos 8, 9 para a posição fechada. Uma luva 26 finalmente é estabelecida fora do envoltório 7 do cartucho a vácuo 6, em tomo da haste 24 e pára em uma curta distância do braço de balancim 12. A abertura do circuito começa, como no acima, através da rotação do contato móvel principal 3 (figura 9), que é interceptado pela extremidade livre 5 do braço de balancim 12. O movimento do braço de balancim 12 ocorre puxando-se a haste 24 contra a mola 25, curvando-a um pouco por conta da rotação nela infligida pelo contato móvel principal 3 e um ponto de articulação 27 finalmente aparece pelo contato de uma extremidade do braço de balancim 12 com uma porção da luva 26 . Mas o braço de balancim 12 reverte para seu lugar devido à flexibilidade da haste 24 da mola 25, quando o contato móvel principal 3 excedeu este último. O novo fechamento do circuito é ilustrado na figura 10. O contato móvel principal 3 faz o braço de balancim 12 oscilar na direção oposta, mais uma vez produzindo uma flexão da haste 24 , na direção oposta, e outro ponto de articulação 28 se forma entre o braço de balancim 12 e a luva 26, oposto ao ponto anterior 27 na luva 26. Os contatos 8, 9 podem ser ligeiramente separados.

Em outra modalidade (figura 11), o contato móvel principal - agora 30 - é móvel em translação e se estende no contato estacionário de lado de carga 29 no curso de seu movimento. O cartucho a vácuo 6 e o dispositivo de abertura são aproximadamente idênticos aos da primeira modalidade, com a exceção de que as extremidades do braço de balancim 12 - agora 31 - e da aba de comutação - agora 32 - têm proporções modificadas para levar em conta a interceptação com o contato móvel principal 30. Este último se estende em uma direção paralela à haste 10, move-se nesta direção e intercepta o braço de balancim 31 e a aba de comutação 32 por meio de uma protuberância 33 proporcionada. A figura 12 ilustra o começo da abertura do circuito. Uma extremidade 34 do contato móvel principal 30 pouco a pouco deixa um colar 35 conectado eletricamente ao contato estacionário de lado de carga 1, enquanto a protuberância 33 desliza contra a extremidade da aba de comutação 32 e pouco a pouco transfere a corrente na derivação do cartucho a vácuo 6. A figura 13 ilustra a desconexão do circuito principal e a abertura do cartucho a vácuo que ocorre logo depois, a protuberância 33 empurrando a extremidade do braço de balancim 31. Quando da abertura do circuito está completa, o braço de balancim 31 é assim girado para escapar da protuberância 33 e é retornado para o seu lugar figura 14 ou figura 15, caso contrá- rio não retorna completamente para o seu lugar, mas mantém os contatos 8 e 9 abertos, devido a um atrito que ocorre entre este último e a aba de comutação 32. Quando o circuito é fechado novamente, o contato móvel principal 30, faz o braço de balancim 31 girar na outra direção e, portanto, como na primeira modalidade, força o movimento do pino 21 na abertura 20 consecutivo com a oscilação do braço de balancim 31 em torno do pino 30, os contatos 8 e 9 sendo mantidos fechados, tensionando a mola 22. Quando a protuberância 33 se moveu além do braço de balancim 31 na direção de fechamento, a chave reverte para o estado da figura 11.

Claims

1. Dispositivo de interrupção de corrente, em particular, adequado para médias tensões, tendo um cartucho a vácuo (6) ramo-conectado em um circuito elétrico principal (1, 2, 3; 1, 30, 29) capaz de ser aberto ou fechado por um contato móvel principal (3), o cartucho a vácuo (6) tendo uma haste (10, 24) que passa através de um envoltório (7) e suportando um contato móvel (9) do referido cartucho a vácuo, o dispositivo ainda compreendendo um mecanismo de operação do cartucho a vácuo atuado pelo contato principal e atuando a haste e compreendendo um braço de balancim giratório (12, 31), conectando a haste (10, 24) e o contato móvel principal (3, 30), caracterizado pelo fato de o braço de balancim ser rígido e compreender duas regiões de articulação (12, 21; 27, 28) em torno das quais ele gira, respectivamente, durante as operações de abertura e fechamento do circuito elétrico principal.

2. Dispositivo de interrupção de corrente, de acordo com a reivindicação 1, em que o mecanismo de operação compreende uma mola (22, 25) impulsionando a haste para um estado invariável.

3. Dispositivo de interrupção de corrente, de acordo com a reivindicação 2, em que a mola é conectada a uma estrutura fixa (19) do dispositivo e ao braço de balancim.

4. Dispositivo de interrupção de corrente, de acordo com a reivindicação 2, em que a mola é disposta entre o envoltório e a haste do cartucho a vácuo.

5. Dispositivo de interrupção de corrente, de acordo com qualquer uma a reivindicação 1 ou 2, em que o braço de balancim é articulado na haste em uma das regiões de articulação.

6. Dispositivo de interrupção de corrente, de acordo com a reivindicação 5, em que na outra das ditas regiões de articulação, o mecanismo de operação compreende um pino fixo (21) e uma porção do braço de balancim) dotada de uma abertura oblonga (20) em que o pino se move quando o braço de balancim gira em torno da referida uma das regiões de articulação.

7. Dispositivo de interrupção de corrente, de acordo com qual- quer uma das reivindicações 1 a 3, em que a haste (10) é rigidamente fixada ao braço de balancim e é flexível.

8. Dispositivo de interrupção de corrente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4 ou 7, em que as regiões de articulação são pontos de contato do braço de balancim com partes fixas (27, 28) do dispositivo, o braço de balancim sendo conectado apenas à haste em um estado em que não é impulsionado pelo contato móvel principal.

9. Dispositivo de interrupção de corrente, de acordo com a reivindicação 8, em que as ditas partes fixas do dispositivo de interrupção de corrente pertencem a uma luva (26) fixada ao cartucho a vácuo e circundando a haste e, portanto, estão localizadas em cada lado da haste.

10. Dispositivo de interrupção de corrente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, em que o contato entre o braço de balancim e o contato móvel principal é obtido por atrito ou por um sistema de garras articuladas.

11. Dispositivo de interrupção de corrente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, ainda compreendendo uma aba de comutação condutora (14), conectada eletricamente ao contato móvel do cartucho a vácuo e se estendendo para cima, até uma extremidade livre aproximadamente sobreposta em uma extremidade livre do braço de balancim , que intercepta o contato móvel principal, o contato móvel principal atritando na extremidade livre da aba de comutação.

12. Dispositivo de interrupção de corrente, de acordo com as reivindicações 2 e 10, em que o braço de balancim também se atrita com na aba de comutação, com uma resistência maior do que a força exercida pela mola de inclinação.

13. Dispositivo de interrupção de corrente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, em que o contato móvel principal é giratório.

14. Dispositivo de interrupção de corrente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, em que o contato móvel principal é deslizante.