BR102012023816A2 - Interruptor de potência com estabilização de caixa oimizada, em especial com grande capacidade de ruptura. - Google Patents

Abstract

INTERRUPTOR DE POTÊNCIA COM ESTABILIZAÇÃO DE CAIXA OIMIZADA, EM ESPECIAL COM GRANDE CAPACIDADE DE RUPTURA. A presente invenção refere-se a um interruptor de potência com uma caixa onde é disposta uma primeira área de aparelhos de distribuição na qual estão posicionados um dispositivo de câmara de extinção e um dispositivo de corrediça de contato com peças de distribuição móveis que estão posicionadas no lado oposto às peças de distribuição fixas, e uma segunda área de aparelhos de distribuição na qual é disposto um grupo de disjuntores de corrente de um deisjuntor de curto-circuito e de um disjuntor de sobrecarga. A presente invenção é caracterizada pelo fato de que o dispositivo de câmara de extinção na primeira área de aparelhos de distribuição apresenta um anteparo (5) inserido que possui pelo menos um primeiro distanciador (11) ajustado entre duas paredes da caixa dispostas paralelamente às chapas de extinção (13) do dispositivo de câmara de extinção na primeira área de aparelhos de distribuição.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "INTERRUPTOR DE POTÊNCIA COM ESTABILIZAÇÃO DE CAIXA OTIMIZADA, EM ESPECIAL COM GRANDE CAPACIDADE DE RUPTURA". A presente invenção refere-se a um interruptor de potência com uma caixa onde estão dispostos uma primeira área de aparelhos de distribuição na qual estão posicionados um dispositivo para câmara de extinção e um dispositivo de corrediça de contato com peças de distribuição móveis posicionadas no lado oposto a peças de distribuição fixas, e uma segunda área de aparelhos de distribuição, na qual é disposto um grupo de disjuntores de corrente de um disjuntor de curto-circuito e de um disjuntor de sobrecarga.

Interruptores de potência, especialmente interruptores de potência de baixa tensão, em caso de curto-circuito, são interruptores automáticos eletromagnéticos. Seu modo de funcionar, a princípio, corresponde ao modo de funcionamento de um interruptor de proteção de potência. Na maioria das vezes estão equipados com um disjuntor térmico e um disjuntor magnético e, portanto, apresentam os mesmos elementos construtivos como os interruptores de proteção de potência. Porém, eles são construídos para correntes dimensionadas maiores, além disso, os disjuntores de interruptores de potência, diferentemente do interruptor de proteção de potência, em parte podem ser ajustados separadamente. Na faixa de baixa tensão os interruptores também são usados como interruptores de segurança de motores. O objetivo do interruptor de potência é a proteção de equipamentos conectados em série, especialmente motores trifásicos, contra danos por sobrecarga ou curto-circuito. Nisso, o interruptor de potência deve desligar estas correntes junto com os dispositivos para a proteção da rede. Se houver gás entre os dois pólos, ele será ionizado em caso de uma diferença de tensão respectivamente alta entre os pólos por causa da descarga, e surge uma descarga de gás que se autossustende, também denominada de arco voltaico. Este plasma não somente continua conduzindo corrente, mas também reduz a vida útil do componente, no caso de correntes fortes pode até mesmo destruir o interruptor. Ao contrário de disjuntores, os interruptores de potência são construídos de tal modo que o arco voltaico que se forma ao abrir os contatos de circuito, é extinto rapidamente e sem danificação do interruptor e, por conseguinte, o fluxo da corrente é interrompido.

Um problema especial em interruptores de potência com uma alta capacidade de ruptura, especialmente até 100 kA em correntes nominais de até 80 A, é o fato de que em curto-circuitos tão grandes, a carga sobre as paredes de câmara, isto é, especialmente sobre a parte inferior do interruptor de potência, é muito alta devido ao desenvolvimento de uma grande pressão. Em tais processos de disjunção as paredes da caixa podem curvar-se para fora ou causar uma fratura na parte superior do interruptor de potência. No pior dos casos, partes da parte superior são quebradas. A respeito disso, o documento WO 01/33595 A1 descreve um interruptor de segurança elétrico, especialmente um interruptor de segurança para motores, com uma caixa de duroplástico, uma disposição de contatos de circuito, uma unidade de disjunção com pelo menos um disjuntor de bimetal, uma ponte de disjuntor que age sobre uma chave de contato eéa-cionável pelo bimetal e com um porta-peças de material de isolamento para diversas peças de contato e conexão da unidade de disjunção que podem ser formatadas para este porta-peças. Neste interruptor de segurança elétrico é previsto colar as peças pré-montadas de contato e conexão da unidade de disjunção dentro da caixa ou uma parte da caixa, de modo que a fixação dessas peças de contato e de conexão pré-montáveis dentro da caixa ocorre sem uma ligação adicional. Para isto, bolsas de cola são previstas na caixa que são cheias de material adesivo. Para dentro dessas bolsas de cola projetam-se pinos da unidade de disjuntor que podem ser colados nas bolsas de cola. Em virtude da junção colada duradoura, a posição do bimetal é mantida estável. Tensões térmicas e mecânicas são diminuídas consideravelmente em virtude do uso do adesivo e da colagem, ao passo que a estabilidade térmica e de forma é garantida. A desvantagem no estado da técnica é que junções coladas sempre são sujeitas a um processo de envelhecimento e que também a montagem é complexa, uma vez que para uma união colada duas partes sempre precisam ser juntadas com precisão.

Por esta razão, o objetivo da presente invenção é fornecer um interruptor de potência que também com grandes capacidades de ruptura apresenta paredes de caixa estáveis e ao mesmo tempo oferece uma manipulação de montagem simples.

Este objetivo é alcançado com a ajuda de um interruptor de potência com as características da reivindicação 1. Realizações e aperfeiçoamentos vantajosos que podem ser usados individualmente ou combinados são o objeto das sub-reivindicações.

De acordo com a presente invenção, este objetivo é alcançado com um interruptor de potência com uma primeira área de aparelhos de distribuição na qual estão posicionados um dispositivo de câmara de extinção e um dispositivo de corrediça de contato com peças de distribuição móveis que estão posicionadas no lado oposto de peças de distribuição fixas, e uma segunda área de aparelhos de distribuição na qual é disposto um grupo de disjuntores de um disjuntor de curto-circuito e de um disjuntor de sobrecarga. A presente invenção é caracterizada pelo fato de que o dispositivo de câmara de extinção na primeira área de aparelhos de distribuição apresenta um anteparo inserido que possui pelo menos um primeiro distanciador ajustado entre duas paredes da caixa dispostas paralelamente às chapas de extinção do dispositivo de câmara de extinção da primeira área de aparelhos de distribuição.

Nisso, é essencial para a presente invenção que o posicionamento dos diversos componentes na caixa do interruptor de potência seja implementado sem uma peça de junção adicional, isto é, apenas pela configuração correspondente das peças a serem posicionadas é obtida uma estabilização da caixa em caso de curto-circuito. De acordo com isso, a vantagem é que componentes já existentes assumem funções adicionais sem maior dispêndio.

Em uma outra modalidade vantajosa é previsto que paralelamente ao primeiro distanciador, um segundo distanciador é formado no anteparo. Este distanciador adicional confere à unidade construtiva na primeira área de aparelhos de distribuição mais estabilidade no caso de um curto-circuito, de modo que pode ser amplamente evitada uma flexão das paredes da caixa em caso de disjunção.

De preferência, os distanciadores de acordo com a presente invenção são realizados como nervuras transversais protuberantes dentro do anteparo. As nervuras transversais protuberantes possuem faces externas que durante a montagem do dispositivo de câmara de extinção na caixa são ajustadas na caixa estreitamente ou exatamente na parede interna da caixa do interruptor de potência. Estas nervuras transversais protuberantes impedem que em caso de disjunção a posição do dispositivo de câmara de extinção na caixa seja alterada.

Em uma outra modalidade especialmente vantajosa é previsto que no anteparo é formado um contorno de ranhura onde pode ser alojada uma peça de distribuição fixa. Também este contorno de ranhura adicional serve para manter a peça de distribuição fixa na sua posição estável em caso de disjunção. A peça de distribuição fixa é fixada de maneira estável na sua posição neste contorno de ranhura.

Além disso, com vantagem é previsto também que na peça de distribuição fixa é fixada uma chapa de esfriamento. De preferência, a chapa de esfriamento é firmemente posicionada em um corte por baixo da parede interna da caixa na segunda área de aparelhos de distribuição. Esta fixação adicional da peça de distribuição fixa na chapa de esfriamento que por sua vez é fixada em posição estável em um corte por baixo da parede interna da caixa do interruptor de potência, também serve para a estabilização da caixa em caso de disjunção.

Preferivelmente é previsto também que o interruptor de potência de acordo com a presente invenção seja realizado de modo que a caixa seja feita em duas partes, a primeira área de aparelhos de distribuição sendo disposta em uma parte inferior da caixa, e a segunda área de aparelhos de distribuição, em uma parte superior da caixa. De acordo com isso, o interruptor de potência é composto no modo de unidades estruturais padronizados, fato este que cria vantagens na montagem. A presente invenção é caracterizada pelo fato de que sem o uso de uma peça adicional pode ser obtido um reforço considerável da caixa de um interruptor de potência. Por meio dos distanciadores de acordo com a presente invenção no anteparo, do contorno de ranhura no anteparo e da fixação das chapas de esfriamento em um corte por baixo da parede interna da caixa do interruptor de potência, toda a caixa, em especial a parte inferior da caixa do interruptor de potência, é protegida contra uma flexão para fora em caso de curto-circuito. De acordo com isso, tensões ocorrentes na parte inferior da caixa são impedidas. Uma ruptura da parte inferior da caixa — se acontecer - é deslocada para curto-circuitos maiores, isto é, para cargas maiores de pressão na parte inferior da caixa. Uma vantagem essencial é o fato de que não é necessária nenhuma peça adicional, fazendo com que não surjam custos adicionais. Em virtude da estabilização oriunda de distanciadores, contorno de ranhura e cortes por baixo na caixa das paredes interna da caixa, de acordo com os primeiros resultados, a carga sobre a parte inferior da caixa pôde ser reduzida, de tal maneira que foi possível resistir a um curto-circuito de 100 kA.

Outras vantagens e explicações da presente invenção são apresentadas a seguir com a ajuda de exemplos de execução e com a ajuda do desenho.

Ele mostra de modo esquematizado: A figura 1 mostra em uma apresentação em perspectiva uma á-rea parcial de uma parte superior de caixa ou parte inferior, com o dispositivo de câmara de extinção. A figura 2 mostra em uma apresentação em perspectiva um e-xemplo de execução de um anteparo de acordo com a presente invenção para um dispositivo de câmara de extinção de um interruptor de potência. A figura 1 mostra uma área parcial de um interruptor de potência com uma caixa de uma parte inferior da caixa 1, onde é disposta a primeira área de aparelhos de distribuição, e uma parte superior da caixa 2 onde é disposta a segunda área de aparelhos de distribuição. A figura 1 mostra a junção com fecho devido à forma entre a parte inferior da caixa 1 e a parte superior da caixa 2. Em uma seção transversal da caixa 3 da parede interna da caixa, na região da parte superior da caixa 2, é disposta uma chapa de esfriamento 4 que é posicionada em um anteparo 5 dentro do dispositivo de câmara de extinção. Adicionalmente, uma peça de distribuição fixa 6, preferencialmente com forma em U, com duas abas 7, 8 e uma região de transição 9 que junta as duas abas 7, 8 é fixada no anteparo 5 através da aba 8 da peça de distribuição fixa 6. A região de transição 9 da peça de distribuição fixa 6, no caso, é posicionada em estruturas de caixa semelhantes a barbelas que, de preferência, projetam-se para fora da parte inferior da caixa 1 com forma em L. A figura 2 mostra o anteparo 5 de acordo com a presente invenção com uma chapa de esfriamento 4 e peça de distribuição fixa 6 conectada. O anteparo 5 de acordo com a presente invenção possui preferencialmente dois distanciadores 11, 12 que são executados como nervuras protu-berantes, especialmente nervuras transversais em relação às chapas de extinção 13, onde as nervuras transversais possuem uma face externa 14 que possibilita uma disposição precisa e com uma posição estável entre as duas paredes da caixa do interruptor de potência, dispostas paralelamente às chapas de extinção 13. O anteparo 5 possui ainda um contorno de ranhura 15 onde pode ser introduzida a aba 8 da peça de distribuição fixa 6. A presente invenção é caracterizada pelo fato de que sem o uso de uma peça adicional pode ser obtido um reforço considerável da caixa de um interruptor de potência. Por meio dos distanciadores de acordo com a presente invenção no anteparo, do contorno de ranhura no anteparo e da fixação da chapa de esfriamento em um corte por baixo da parede interna da caixa do interruptor de potência, toda a caixa, em especial a parte inferior da caixa do interruptor de potência, é protegida contra uma flexão em caso de curto-circuito. As tensões que, por conseguinte, ocorrem na parte inferior da caixa são reduzidas. Uma ruptura da parte inferior da caixa - se ocorrer - é deslocada para curto-circuitos maiores, isto é, para cargas maiores por pressão na parte inferior da caixa. Uma vantagem essencial consiste no fato de que nenhuma peça adicional será necessária, fato este que causaria custos maiores. Em virtude da estabilização por distanciadores, do contorno de ranhura e dos cortes por baixo da caixa das paredes internas da caixa, de a-cordo com os primeiros resultados, a carga sobre a parte inferior da caixa pôde ser reduzida de tal maneira que um curto-circuito de 100 kA pôde ser superado.

Claims (7)

1. Interruptor de potência com uma caixa onde é disposta uma primeira área de aparelhos de distribuição na qual estão posicionados um dispositivo de câmara de extinção e um dispositivo de corrediça de contato com peças de distribuição móveis que estão posicionadas no lado oposto a peças de distribuição fixas, e uma segunda área de aparelhos de distribuição na qual é disposto um grupo de disjuntores de corrente de um disjuntor de curto-circuito e de um disjuntor de sobrecarga, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de câmara de extinção na primeira área de aparelhos de distribuição apresenta um anteparo (5) inserido que possui pelo menos um primeiro distanciador (11) ajustado entre duas paredes da caixa dispostas paralelamente às chapas de extinção (12) do dispositivo de câmara de extinção na primeira área de aparelhos de distribuição.

2. Interruptor de potência de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que paralelamente ao primeiro distanciador (11) um segundo distanciador (12) é formado no anteparo (5).

3. Interruptor de potência de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os distanciadores (11, 12) são executados como nervuras transversais protuberantes.

4. Interruptor de potência de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que no anteparo (5) é formado um contorno de ranhura (15) onde é alojada uma peça de distribuição fixa (6).

5. Interruptor de potência de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que na peça de distribuição fixa (6) é fixada uma chapa de esfriamento (4).

6. Interruptor de potência de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a chapa de esfriamento (4) é firmemente posicionada em um corte por baixo de caixa (3) da parede interna da caixa da segunda área de aparelhos de distribuição.

7. Interruptor de potência de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a caixa é construída em duas partes, a primeira área de aparelhos de distribuição sendo disposta em uma parte inferior da caixa (1), e a segunda área de aparelhos de distribuição, em uma parte superior da caixa (2).