BR102012023813B1

BR102012023813B1 - Dispositivo de câmara de extinção para um aparelho de comutação eletromagnético

Info

Publication number: BR102012023813B1
Application number: BR102012023813-6A
Authority: BR
Inventors: Bernhard Rosch; Alexander Spies
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2020-09-29
Also published as: EP2573783B1; BR102012023813A2; BR102012023813B8; EP2573783A1; CN103117197B; CN103117197A; KR20130031810A; KR101626390B1

Abstract

dispositivo de câmara de extinção para aparelhos de comutação eletromagnéticos. a presente invenção refere-se a um dispositivo de câmara de extinção para um aparelho de comutação eletromagnético, especialmente para um comutador de potência, com um pacote de lâminas de extinção e uma inserção de anteparo aí adjacente, bem como com um dispositivo empurrador de contato com unidades de comutação móveis, as quais estão posicionadas em frente a unidades de comutação fixas. a invenção se caracteriza pelo fato de que na inserção de anteparo (1) está disposto um perfil flexível (12,13) o qual está projetado de tal forma que a inserção de anteparo (1) fique posicionada fixamente entre a parede de caixa do aparelho de comutação eletromagnético e o pacote de lâminas de extinção.

Description

[001] A invenção se refere a um dispositivo de câmara de extinção para aparelhos de comutação eletromagnéticos, especialmente para comutador de potência com um pacote de lâminas de extinção e com uma inserção de anteparo aí adjacente, bem como com um dispositivo empurrador de contato com peças de comutação móveis, as quais ficam posicionadas em frente de peças de comutação fixas.

[002] Comutadores de potência, especialmente comutadores de potência de baixa tensão, são comutadores automáticos eletromagnéticos no caso de curto-circuito. O seu modo de operar corresponde, em princípio, ao modo de operar dos comutadores de proteção de linha. Em sua maioria, eles são equipados com um dispositivo de ativação térmico e um magnético e, com isso, possuem os mesmos elementos construtivos que os comutadores de proteção de linha. No entanto, eles são construídos para correntes nominais maiores; além disso, os dispositivos de ativação de comutadores de potência, diferentemente do caso do comutador de proteção de linha, podem ser ajustados em parte separadamente. Na faixa de baixa tensão, os comutadores também são empregados como comutadores de proteção de motor.

[003] O objetivo do comutador de potência consiste em proteger instalações secundárias, especialmente motores trifásicos, contra danos devidos a sobrecarga ou a curto-circuito. Nesse caso, o comutador de potência deve desconectar essas correntes em conexão com os dispositivos de proteção de rede. Havendo gás entre os dois polos, então, ocorrerá uma ionização no caso de uma diferença de tensão correspondentemente alta entre os polos devido à descarga, e se formará um descarregamento de gás que se mantém por ele mesmo, também chamado de arco voltaico. Esse plasma não apenas continua a conduzir corrente, senão que também reduz a vida útil do componente, e no caso de correntes fortes pode mesmo destruir o comutador. Às contrários dos disjuntores, os comutadores de potência são construídos de tal modo que o arco voltaico que surge ao ocorrer a abertura dos contatos de comutação seja extinto rapidamente e sem danos para o comutador e, desse modo, a corrente é interrompida.

[004] Um problema particular nos comutadores de potência com alta capacidade de comutação, especialmente com até 100 kA no caso de uma corrente nominal de até 80 A, consiste em que nesses curtos- circuitos maiores os esforços de carga sobre as paredes da câmara, isto é, especialmente sobre a parte inferior do comutador de potência, são muito elevados devido à grande formação de pressão. No caso desses processos de ativação, as paredes da caixa podem flexionar para fora ou levar a uma fissura na parte superior do comutador de potência. No pior dos casos, partes da parte superior são quebradas.

[005] No caso de um curto-circuito, os comutadores de potência com uma alta capacidade de comutação ficam sujeitos a uma alta pressão na câmara de até 7,5 bar, senso que a isso também está relacionado uma alta emissão de plasma. Larguras de fendas de 0,1 a 0,2 mm já são suficientes para haja escapamento de plasma das vias predeterminadas. Isso vale também para o pacote de lâminas de extinção e para a inserção de anteparo, que estão localizadas uma ao lado da outra. Um outro problema no caso de elevados processos de comutação consiste na posição da inserção de anteparo e do pacote de lâminas de extinção um em relação ao outro. É preciso garantir que esses dois elementos estejam posicionados um em relação ao outro de tal modo que as vias para a permuta de plasma não se sobreponham mutuamente. Além disso, a transição de seção transversal entre o pacote de lâminas de extinção e a inserção de anteparo até agora tem ocorrido bruscamente de uma grande seção transversal para uma pequena. Isso tem como consequência a formação de turbulências, que por sua vez também influenciam negativamente os arcos voltaicos.

[006] Assim sendo, o objetivo da presente invenção consiste em criar um dispositivo de câmara de extinção, que apresente melhores propriedades no caso de elevados processos de comutação.

[007] Esse objetivo é alcançado através de um dispositivo de câmara de extinção com as características da invenção. Configurações e formas de desenvolvimento vantajosas, que podem ser empregadas separadamente ou em combinação entre si, constituem o objeto das concretizações.

[008] De acordo com a invenção, esse objetivo é alcançado através de um dispositivo de câmara de extinção para um aparelho de comutação eletromagnético, especialmente para um comutador de potência, com um pacote de lâminas de extinção e uma inserção de anteparo aí adjacente, bem como com um dispositivo empurrador de contato com peças de comutação móveis que ficam posicionadas em frente às peças de comutação fixas. Nesse caso, a invenção se caracteriza pelo fato de que na inserção de anteparo está inserido um perfil flexível, o qual se acha projetado de forma tal que a inserção de anteparo fique posicionada fixamente entre a parede de caixa do aparelho de comutação eletromagnético e o pacote de lâminas de extinção. Nesse caso, fica garantida uma compressão em todas as posições de tolerância juntamente com uma capacidade de montagem. Uma descarga entre dois canais adjacentes de lâminas de extinção é impedida devido ao perfil flexível.

[009] A inserção de anteparo de acordo com a invenção acha-se projetada, de preferência, em forma de paralelepípedo, com duas paredes laterais paralelas uma em frente à outra e duas paredes laterais ligando as duas paredes laterais. Além disso, a inserção de anteparo apresenta uma face superior, bem como uma face inferior. Na face superior acha-se moldado um remate, o qual está projetado, por exemplo, para a admissão de uma peça de comutação fixa.

[0010] Em duas paredes laterais projetadas paralelamente uma à outra estão dispostos espaçadores que sobressaem em relação às outras duas paredes laterais dispostas paralelamente uma à outra e que possibilitam um posicionamento ideal da inserção de anteparo, inclusive as lâminas de extinção, no aparelho de comutação. De preferência, em uma parede lateral estão dispostas fendas paralelas uma sob a outra, as quais formam os canais para uma emissão de plasma ordenada. Além disso, na parede lateral com fendas encontram-se projetados, de preferência, dois perfis flexíveis que correm para baixo paralelamente às fendas na parede lateral.

[0011] De preferência, os perfis flexíveis encontram-se projetados em forma de L ou em forma de cunha com duas pernas, sendo que uma das pernas está projetada como prolongamento da parede lateral e a outra perna se situa em um ângulo de 90° em relação à primeira perna, respectivamente em relação à parede lateral. De preferência, os perfis flexíveis ficam dispostos à esquerda e à direita das fendas e, de preferência, encontram-se divididos em três sub-regiões, sendo que respectivamente duas sub-regiões estão ligadas uma com a outra por intermédio de uma terceira sub-região, de tal modo que, no total, resulta uma forma de enfiar ou uma forma de cunha para um perfil flexível. Os perfis flexíveis 12, 13 na inserção de anteparo 1 levam a que a inserção de anteparo 1 fique prensada fixamente entre a parede de caixa do aparelho de comutação eletromagnético e o pacote de lâminas de extinção.

[0012] Em uma outra forma de execução da inserção de anteparo de acordo com a invenção é previsto que a inserção de anteparo e o pacote de lâminas de extinção sejam projetados engatados entre si. Através de uma retenção entre a inserção de anteparo e o pacote de lâminas de extinção são cumpridas duas funções. Por um lado, a posição das duas peças é fixada uma em relação à outra, de tal modo que não venha a ocorrer nenhuma sobreposição dos perfis de fendas. Por outro lado, devido à retenção ocorre uma resposta inequívoca durante o processo de montagem, a saber, sob a forma de que a inserção de anteparo se encontra completamente prensada para dentro. A retenção pode ser configurada sob a forma de botões de retenção e rebaixo.

[0013] Em um outro exemplo de execução, de acordo com a invenção é previsto que seja projetada uma transição de seção transversal fluente da inserção de anteparo para as lâminas de extinção. A transição de seção transversal projetada em forma fluente leva a que sejam evitadas turbulências devido a esse formato favorável ao fluxo. Ocorre um sopro puro do plasma para fora e não aquele sopro usualmente espalhado no caso de turbulências, que faz om que aumente o risco de descarga entre cada uma das fases.

[0014] O dispositivo de câmara de extinção, de acordo com a invenção, para aparelhos de comutação eletromagnéticos, especialmente para comutadores de potência, caracteriza-se pelo fato de que através de mudanças construtivas na inserção de anteparo também são possíveis potências de comutação elevadas, com uma alta pressão interna na câmara. Às mudanças construtivas pertencem os perfis flexíveis na inserção de anteparo, que são projetados de tal forma que a inserção de anteparo fique sempre prensada fixamente entre a parede de caixa do aparelho de comutação eletromagnético e o pacote de lâminas de extinção. Devido a isso impede-se uma descarga entre dois canais adjacentes de lâminas de extinção. Uma outra mudança construtiva consiste na retenção entre a inserção de anteparo e o pacote de lâminas de extinção, que garante duas funções. Por um lado, fixa- se a posição das duas peças uma em relação à outra, de tal modo que não venha a ocorrer nenhuma sobreposição dos perfis de fendas. Por outro lado, devido à retenção ocorre uma resposta inequívoca durante o processo de montagem. A terceira providência construtiva na inserção de anteparo consiste em que a transição de seção transversal é projetada em forma fluente, de tal modo que sejam evitadas turbulências devido a esse formato que favorece o fluxo. Com isso, ocorre um sopro puro do plasma para fora.

[0015] Outras vantagens e formas de execução da invenção serão explicadas a seguir, com base em exemplos de execução, bem como com base no desenho.

[0016] Mostra-se esquematicamente:

[0017] Fig. 1: em uma exposição em perspectiva, um primeiro exemplo de execução de uma inserção de anteparo de acordo com a invenção;

[0018] Fig. 2: em uma exposição em corte e em perspectiva, um segundo exemplo de execução de uma inserção de anteparo de acordo com a invenção, com retenção;

[0019] Fig. 3: em uma exposição em perspectiva, a inserção de anteparo de acordo com a invenção da figura 2, com retenções, na vista interna;

[0020] Fig. 4: em uma exposição em corte, a vista de cima sobre uma disposição de lâmina de extinção e inserção de anteparo;

[0021] Fig. 5: em uma exposição em corte e em perspectiva, a inserção de anteparo da figura 4, com um canal projetado de modo a favorecer o fluxo;

[0022] Fig. 6: em uma exposição em perspectiva, um outro exemplo de execução de uma inserção de anteparo de acordo com a invenção.

[0023] A figura 1 mostra um primeiro exemplo de execução de uma inserção de anteparo 1 de acordo com a invenção, que, de preferência, está projetada em forma de paralelepípedo, com duas paredes laterais 2, 3 uma em frente à outra paralelamente e duas paredes laterais 4, 5 que ligam as duas paredes laterais 2, 3. Além disso, a inserção de anteparo 1 apresenta uma face superior 6, bem como uma face inferior 7. Na face superior 6 acha-se moldado um remate 8, o qual, por exemplo, está projetado para a admissão de uma peça de comutação fixa.

[0024] Nas paredes laterais 4, 5 estão dispostos espaçadores 9, 10, que sobressaem em relação às paredes laterais 2, 3 e possibilitam um posicionamento ideal da inserção de anteparo 1, inclusive as lâminas de extinção no aparelho de comutação. De preferência, na parede lateral 4 estão dispostas fendas 11 situadas paralelamente uma sob a outra, as quais formam os canais para uma emissão ordenada do plasma. Além disso, na parede lateral 4 estão projetados perfis flexíveis 12, 13, que correm para baixo paralelamente às fendas 11 na parede lateral 4.

[0025] De preferência, os perfis flexíveis 12, 13 estão projetados em forma de L com duas pernas 14, 15, sendo que a perna 14 está projetada como prolongamento da parede lateral 4 e a perna 15 situa- se em um ângulo de 90° em relação à perna 14, respectivamente em relação à parede lateral 4. De preferência, os perfis flexíveis 12, 13 estão dispostos à esquerda e à direita das fendas 11 e estão divididos, de preferência, em três sub-regiões 16, 17, 18, sendo que as sub- regiões 16 e 18 estão ligadas uma com a outra por intermédio da sub- região 17 e, no conjunto, de preferência, resulta uma forma de enfiar para um perfil flexível 12, 13. Os perfis flexíveis 12, 13 na inserção de anteparo levam a que a inserção de anteparo 1 sempre fique prensada fixamente entre a parede de caixa do aparelho de comutação eletromagnético e o pacote de lâminas de extinção.

[0026] Na figura 2 mostra-se um segundo exemplo de execução de uma inserção de anteparo 1, de acordo com a invenção, com retenção. Nessa exposição em corte e em perspectiva, a parede lateral 5 é mostrada com as fendas 11, as quais formam os canais para uma permuta ordenada de plasma. Na parede lateral 5, na proximidade da face superior 6 com o remate 8 é mostrado um botão de retenção 19. O botão de retenção 19 serve para ligar por engate a inserção de anteparo 1 com o pacote de lâminas de extinção. Devido à retenção são asseguradas duas funções. Por um lado, fixa-se a posição mútua das duas peças, inserção de anteparo 1 e pacote de lâminas de extinção, de tal modo que não venha a ocorrer nenhuma sobreposição dos perfis de fendas. Por outro lado, devido à retenção ocorre uma resposta inequívoca durante o processo de montagem. Os botões de retenção 19 também podem ser identificados na figura 3, que mostra uma vista de frente segundo a parede lateral 5.

[0027] Na figura 4 é mostrada uma disposição formada por uma inserção de anteparo 1 de acordo com a invenção e por uma lâmina de extinção 20 adjacente. A área pontilhada 21 representa a anterior transição de seção transversal, que devido ao estreitamento 22 levou a turbulências 23 e não permitiu nenhum sopro definido de plasma para fora. A turbulência 23 gera um sopro do plasma para fora espalhado, fazendo com que aumente o risco de descarga entre cada uma das fases. Na inserção de anteparo 1 de acordo com a invenção aqui apresentada, prescinde-se do estreitamento 22 e devido a isso obtém- se uma transição fluente de seção transversal, que impede turbulências devido a esse formato que favorece o fluxo. Com isso, ocorre um sopro puro do plasma para fora. Sobre isso, da figura 1 deduz-se a exposição em perspectiva dos canais de sopro para fora 24 otimizados para o fluxo.

[0028] A figura 6 mostra um outro exemplo de execução de uma inserção de anteparo 1 de acordo com a invenção, que, de preferência, também está projetada em forma de paralelepípedo, com duas paredes laterais 2, 3 situadas paralelamente uma em frente à outra e duas paredes laterais 4, 5 que ligam as duas paredes laterais 2, 3. Além disso, a inserção de anteparo 1 apresenta uma face superior 6, bem como uma face inferior 7. Na face superior 6 acha-se moldado o remate 8, que, por exemplo, está projetado para a admissão de uma peça de comutação fixa.

[0029] Nas paredes laterais 4, 5 estão dispostas paredes espaça- doras 9, 10, que sobressaem em relação às paredes laterais 2, 3 e possibilitam um posicionamento ideal da inserção de anteparo 1, inclusive lâminas de extinção no aparelho de comutação. De preferência, na parede lateral 4 estão dispostas fendas 11 situadas paralelamente uma sob a outra, as quais formam os canais para uma emissão ordenada de plasma. Além disso, na parede lateral 4 acham-se projetados os perfis flexíveis 12, 13, os quais correm para baixo paralelamente às fendas 11 na parede lateral 4.

[0030] De preferência, os perfis flexíveis 12, 13 estão dispostos à esquerda e à direita das fendas 11 e, de preferência, estão divididos em três sub-regiões 16, 17, 18, sendo que as sub-regiões 16 e 18 estão ligadas uma com a outra por intermédio da sub-região 17 e, no conjunto, resulta, de preferência, uma forma de cunha para cada um dos perfis flexíveis 12, 13, que se estreita na direção da face inferior 7. Os perfis flexíveis 12, 13 na inserção de anteparo levam a que a inserção de anteparo 1 sempre fique prensada fixamente entre a parede de caixa do aparelho de comutação eletromagnético e o pacote de lâminas de extinção.

[0031] O dispositivo de câmara de extinção de acordo com a invenção para aparelhos de comutação eletromagnéticos, especialmente para comutadores de potência, caracteriza-se pelo fato de que através de mudanças construtivas na inserção de anteparo também são possíveis altas potências de comutação com uma alta pressão interna de câmara. Às mudanças construtivas pertencem perfis flexíveis na inserção de anteparo, que se acham projetados de uma forma tal que a inserção de anteparo sempre fique prensada fixamente entre a parede de caixa do aparelho de comutação eletromagnético e o pacote de lâminas de extinção. Devido a isso, impede-se uma descarga entre dois canais adjacentes de lâminas de extinção. Uma outra mudança construtiva consiste na retenção entre a inserção de anteparo e o pacote de lâminas de extinção, que assegura duas funções. Por um lado, fixa-se a posição das duas peças uma em relação à outra, de tal modo que não venha a ocorrer nenhuma sobreposição dos perfis de fenda. Por outro lado, devido à retenção ocorre uma resposta inequívoca du-rante o processo de montagem. A terceira providência construtiva na inserção de anteparo consiste em que a transição de seção transversal é projetada em forma fluente, de tal modo que sejam evitadas turbulências devido a esse formato favorável ao fluxo. Com isso, ocorre um sopro puro do plasma para fora.

Claims

1. Dispositivo de câmara de extinção para um aparelho de comutação eletromagnético, especialmente para um comutador de potência, com um pacote de lâminas de extinção e uma inserção de anteparo (1) aí adjacente, sendo que a inserção de anteparo (1) é executada de modo cuboide com duas paredes laterais (2, 3) paralelas uma em frente à outra e duas paredes laterais (4, 5) ligando as duas paredes laterais (2, 3), e sendo que a inserção de anteparo (1) apresenta um lado superior (6) bem como um lado inferior (7), e sendo que na parede lateral (4) são dispostas fendas paralelas uma sob a outra, que formam os canais para uma emissão de plasma ordenada, bem como com um dispositivo empurrador de contato com peças de comutação móveis, as quais estão posicionadas em frente a peças de comutação fixas, caracterizado pelo fato de que na inserção de anteparo (1) está disposto um perfil flexível (12, 13), o qual está projetado de tal forma que a inserção de anteparo (1) fique posicionada fixamente entre a parede de caixa do aparelho de comutação eletromagnético e o pacote de lâminas de extinção, sendo que os perfis flexíveis (12, 13) são executados na parede lateral (4).

2. Dispositivo de câmara de extinção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a inserção de anteparo (1) está projetada em forma de L.

3. Dispositivo de câmara de extinção de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o perfil flexível (12, 13) é projetado em uma parede lateral (4) da inserção de anteparo (1) e apresenta três subseções (16, 17, 18), sendo que o perfil flexível (12, 13), em seu conjunto, está projetado em forma de rosqueamento ou em forma de cunha.

4. Dispositivo de câmara de extinção de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que inserção de anteparo (1) e pacote de lâminas de extinção estão projetados em retenção mútua.

5. Dispositivo de câmara de extinção de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma transição de seção transversal fluente é projetada da inserção de anteparo (1) para as lâminas de extinção, de modo que turbulências são evitadas através desta configuração favorável ao fluxo.