BR102014015793A2 - arquitetura para unidade de controle de subestação - Google Patents

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Abstract

arquitetura para unidade de controle de subestação. a presente invenção refere-se a uma arquitetura que foi desenvolvida para interfaces de controle remoto de comutador que compreendem uma caixa (1) a qual pode ser colocada ou em uma posição horizontal ou em uma posição vertical. os dispositivos de conexão (8) estão acoplados um no outro por uma tira a qual pode ser dissociada do envoltório (2) da caixa (1) em ambas as posições, e a qual pode ser facilmente montada no lugar por meio de um sistema autossuportado. as funções elétricas e eletrônicas estão agrupadas dentro de um gabinete (100) o qual pode ser extraído de seu compartimento (5) associado com a caixa (1) de modo a simplificar a manutenção e otimizar a definição das áreas de isolamento elétrico. a porta (3), a fixação de bateria e mesmo os dispositivos de engate (9) da caixa (1) estão também projetado para a possível posição dupla, entre outras, da caixa (1). a arquitetura assim obtida permite que uma caixa (1) compacta seja obtida, especificamente para ficar em conformidade com os requisitos do padrão hn 64-s-44, e fabricada principalmente de placas metálicas de chapa dobrada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ARQUITETURA PARA UNIDADE DE CONTROLE DE SUBESTAÇÃO".
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção refere-se à arquitetura que prevalece na disposição dos diferentes componentes de uma caixa de um envoltório elétrico para uma interface de controle remoto de comutador. ESTADO DA TÉCNICA
[002] As redes de energia elétrica são geralmente projetadas em diversos níveis com um primeiro sistema de rede de distribuição de transporte extra-alto de alta voltagem para as usinas de produção de energia sobre grandes distâncias. Após a transformação, uma rede de distribuição de média voltagem (HVA ou MV) assume para o transporte em uma menor escala para os clientes de tipo industrial ou para as redes de baixa voltagem (LV) as quais suprem os clientes com baixas demandas de energia.
[003] No nível do sistema de rede de distribuição, usualmente entre 1 e 35 kV e mais precisamente 15 ou 20 kV na França, é usual que o equipamento de HVA seja capaz de ser controlado remoto de subestações remotamente localizadas. Assim, Electricité de France (EdF) utiliza interfaces de controle remoto de comutador de 400 A, ou SRTI, para controlar até oito comutadores utilizando a rede de rádio analógica ou digital por GPRS (que significa Serviço de Rádio de Pacote Geral), a rede telefônica comutada pública RTC, uma conexão de telefone dedicada (ou conexão especializada SL), ou outros tipos de redes de computador.
[004] Uma SRTI, suprida com energia diretamente sobre o sistema de rede de corrente alternada de LV, portanto, permite uma comunicação com a subestação de controle de grade de energia, a operação dos mecanismos de operação elétrica dos comutadores, a detecção de falhas de HVA, a abertura automática de um comutador na de- tecção do alimentador defeituoso, a comutação automática das fontes de suprimento de energia, registro de operações e indicação de eventos estampados com data. A SRTI mais ainda precisa executar estas funções denominadas funções principais no caso de falta da fonte de energia CA. Para este propósito, esta compreende uma fonte de suprimento de energia autônoma a qual assumirá da fonte de energia CA externa usual.
[005] Especificações governam os componentes que constituem as SRTIs. Assim por exemplo, o aterramento da última é recomendado e os sensores têm especificações específicas. Especificamente, as localizações de entrada de cabo precisam estar equipadas com uma glande de cabo e os cabos de controle e monitoramento estão conectados por meio de conectores de plugar com preventores de erro. A caixa compreende tantas bases fêmeas de tipo de conector HanIOA C10 (referência Harting) quantos existem canais de controle remoto, equipadas com dispositivos de prevenção de acesso, convencionalmente na forma de uma tira.
[006] As dimensões externas máximas das caixas de SRTI são impostas, de acordo com o número de canais controlados, sabendo que é adicionalmente requerido que as bases sejam capazes de alojar um conjunto de rádio ou um modem de servidor de IP (Protocolo de Internet) com dimensões máximas de 70 x 210 x 305 mm3. O volume dentro das subestações onde as SRTIs estão montadas pode implicar montar uma caixa denominada horizontal ou vertical, dependendo do tamanho relativo de sua base com relação à sua altura. Os distribuidores preferiram utilizar a mesma caixa para ambas estar orientações de modo a serem capazes de retardar a sua escolha e organizar os seus pedidos e estoques.
[007] Os diferentes requisitos no que diz respeito a padrões (ver Standard HN 64-S-44 de Março de 2012 especificamente) deixam al- guma liberdade na disposição da caixa, mas uma configuração ótima ainda precisa ser encontrada de modo a atender os requisitos de com-pacidade, modularidade total, com utilização tanto horizontal quanto vertical, e particionamento das arquiteturas de hardware e software em conformidade com os requisitos de instalação, enquanto ao mesmo tempo facilitando as operações de manutenção.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[008] Para este propósito, a invenção refere-se a um aparelho de monitoramento e controle elétrico alojado em um envoltório de preferência feito de chapa metálica dobrada. O envoltório do aparelho é retangular plano paralelo, a saber, o envoltório é um paralelepípedo retangular delineado por dois painéis laterais, um painel de fundo oposto a um painel de topo, e um painel traseiro oposto a uma porta, a dita porta sendo montada articulando ao redor de um eixo geométrico de maior dimensão do retângulo e presa a um painel lateral. Três compartimentos podem ser delineados dentro do envoltório do aparelho elétrico, especificamente um compartimento de extremidade para alojar um rádio ou outro meio de comunicação, um compartimento intermediário para as funções elétricas e eletrônicas e um compartimento de extremidade para alojar uma batería. De preferência, a porta compreende uma abertura provida com um meio de obstrução transparente o qual permite que o compartimento intermediário do envoltório seja pelo menos parcialmente visível. Vantajosamente, o meio de obstrução pode deslizar ao longo da porta para dar acesso ao dito compartimento.
[009] O envoltório do aparelho está acoplado a uma tira que compreende suportes de conexão, montados em um modo removível sobre o painel de fundo. A tira está vantajosamente formada por uma placa provida com rebaixos, um suporte de conexão sendo montado sobre pelo menos um dos últimos, os outros de preferência sendo cobertos por máscaras. A placa da tira está montada em um modo para- leio no painel de fundo do envoltório, e esta especificamente obstrui um furo no dito painel. Para executar a fixação da tira, a placa tem substancialmente a mesma forma e dimensões que o furo, com a exceção de uma protuberância, especificamente na forma de uma dobra sobre um lado da placa e paralela à última, a qual pode ser inserida no furo para formar um acoplamento embutido. A fixação é completada pela presença de pelo menos dois ganchos sobre a placa os quais engatam por sobre partes complementares ao redor do furo do painel de fundo. A fixação é vantajosamente completada por fixação por parafuso.
[0010] No compartimento de batería, o aparelho compreende um sistema para prender a dita bateria, de preferência na forma de uma placa de suporte paralela ao painel de fundo e a uma pequena distância do último. O outro compartimento de extremidade está delineado por uma placa de separação, vantajosamente feita de chapa metálica dobrada, paralela ao painel de topo. A placa de separação está de preferência montada em dois trilhos associados com os painéis laterais do envoltório.
[0011] Um gabinete deslizante está alojado dentro do compartimento intermediário, a superfície de fundo do gabinete delineando o dito compartimento. O gabinete deslizante compreende cinco superfícies ortogonais umas às outras e paralelas aos painéis do envoltório, a sexta face sendo livre de modo a ser capaz de ser acessada quando a porta do aparelho está aberta. O gabinete deslizante está montado deslizante por meio de corrediças localizadas sobre seus flancos laterais, as ditas corrediças estando localizadas entre a placa de separação e a superfície de fundo do gabinete deslizante, isto é, o gabinete deslizante está "suspenso" pelas corrediças. As corrediças, de preferência dobras das faces, deslizam em um meio de guia, vantajosamente trilhos montados sobre os painéis laterais, especificamente no nível da placa de separação, ou mesmo acopladas nos trilhos de montagem da dita placa. O gabinete deslizante está preso na posição através de meios adequados sobre os flancos, opostos às corrediças, especificamente meios de tipo de gancho os quais podem engatar por sobre pro-tuberâncias dos painéis do envoltório, especificamente com uma fixação removível.
[0012] O aparelho compreende um sistema de monitoramento e controle eletrônico localizado dentro do gabinete deslizante que compreende pelo menos uma placa de circuito impresso de suprimento de energia, uma unidade de aquisição e processamento de dados central composta de pelo menos uma placa de circuito impresso, uma interface de homem - máquina e uma unidade de comunicação formada por pelo menos uma placa de circuito impresso. De preferência, a placa de suprimento de energia é paralela a um flanco lateral do gabinete deslizante então provido com um recorte para o resfriamento do último. A superfície traseira do gabinete deslizante está de preferência formada por uma placa de circuito impresso, a qual pode estar protegida por uma placa, formando uma placa mãe sobre a qual outras placas do sistema de monitoramento e controle eletrônico conectam.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0013] Outras vantagens e características ficarão mais claramente aparentes da descrição seguinte de modalidades específicas da invenção dadas por propósitos de exemplo ilustrativos e não restritivos somente, e representadas nas reivindicações anexas.
[0014] Figuras 1A e 1B mostram a configuração geral de uma caixa para uma SRTI de acordo com uma modalidade preferida nas posições aberta e fechada.
[0015] Figuras 2A e 2B ilustram uma modalidade preferida de fixação da caixa.
[0016] Figura 3 representa os elementos que constituem um envol- tório para uma modalidade preferida da invenção.
[0017] Figuras 4A e 4B ilustram a arquitetura de sistema e a montagem da última em um aparelho de acordo com uma modalidade preferida da invenção.
[0018] Figuras 5A e 5B mostram um gabinete para componentes eletrônicos e a montagem da última dentro de uma caixa de acordo com uma modalidade preferida da invenção.
[0019] Figuras 6A e 6B representam uma tira de conexão e a montagem da última para um aparelho de acordo com uma modalidade preferida da invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA MODALIDADE PREFERIDA
[0020] Por simplificação da descrição, os diferentes elementos serão descritos em relação a uma posição de utilização da caixa montada dentro de uma subestação sobre um painel vertical, em uma configuração considerada como sendo usual, isto é, a posição vertical da caixa utilizada em 85% dos casos na prática. É, no entanto, compreendido que os termos posicionais tais como "horizontal", "lateral", "traseiro" não são em nenhum modo restritivos no que diz respeito ao objeto da invenção. Mais ainda, os termos geométricos tais como "orto-gonal", etc. devem ser compreendidos em sua aceitação mecânica, isto é, tolerando um desvio com relação à estrita definição matemática. Por exemplo, um "retângulo" pode, de acordo com a invenção, ser complexo e ter ângulos arredondados diferindo ligeiramente de 90°.
[0021] Como ilustrado na Figura 1, a caixa 1 compreende um envoltório retangular 2, fechado sobre um lado oposto à superfície de fixação sobre um painel por uma porta 3. De acordo com a invenção, o envoltório 2 aloja três compartimentos distintos: um compartimento 4 para a bateria, um compartimento 5 reservado para a eletrônica e um compartimento 6 reservado para o rádio ou a interface de comunicação LS/RTC/GPRS. A bateria está alojada em um canto no fundo do envoltório 2 de modo que sendo a orientação do envoltório 1 horizontal ou vertical, uma boa dissipação de calor da batería é assegurada.
[0022] O rádio está de preferência alojado oposto à batería, isto é, no topo da caixa 1, e fisicamente separado do restante dos compartimentos por uma placa de separação 7, a qual é de preferência feita de metal e fabricada por dobramento, a qual está vantajosamente presa deslizando em guias laterais e fixas por parafuso por sobre o envoltório 2. De preferência (ver também Figura 3), a placa de separação 7, que suporta o rádio e/ou outros meios de comunicação, compreende uma dobra horizontal sobre a sua superfície frontal que atua como uma aba de puxar e recortes longitudinais e transversais os quais permitem que o rádio e/ou cabos sejam fixados com diversas dimensões, e os quais também permitem um melhor fluxo de ar enquanto ao mesmo tempo aliviando o material.
[0023] Finalmente, a caixa 1 compreende um meio de conexão 8, localizado sob o envoltório 2 fechado pela porta 3, para conexão nos sensores de voltagem e corrente, no suprimento de energia, e na comunicação, e também no meio de controle e monitoramento de comu-tador.
[0024] A caixa 1 ilustrada está na posição vertical e, de acordo com a invenção, esta pode ser "deitada" articulando através de 90° para uma colocação horizontal. Esta está presa a um painel vertical da subestação por quatro dispositivos de fixação 9 permitindo que um espaço livre, especificamente de 20 mm, seja assegurado entre a superfície traseira e o painel, de acordo com as prescrições e para impedir qualquer fenômeno de condensação. Vantajosamente, de modo a a-tender todas as posições e todas as distâncias entre eixos utilizadas por EdF, a fixação da SRTI utiliza o "Dispositivo e método que permite a fixação de uma caixa sobre um suporte com duas orientações alternativas" 9 como definido no Pedido de Patente FR 13 55207 deposita- do em 06 de Junho de 2013, apesar de qualquer outro sistema de fixação ser possível.
[0025] Especificamente, o dispositivo preferido 900 para fixação de uma caixa 1 sobre um painel com duas orientações alternativas distintas compreende um primeiro grupo de furos projetados para fixar o dispositivo sobre a caixa, e um segundo grupo de furos projetados para fixação do dispositivo sobre o painel, os grupos de furos estando sobre dois painéis adjacentes ortogonais um ao outro o que os permitem ser utilizados diferentemente nos quatro cantos de uma caixa. Cada um dos grupos de furos compreende pelo menos dois furos que apresentam respectivos eixos geométricos centrais, os eixos geométricos dos furos de cada grupo sendo simétricos uns aos outros com relação a um primeiro plano de simetria. Um primeiro furo do segundo grupo compreende um primeiro e segundo entalhes substancialmente centrados com relação a um segundo plano paralelo ao dito primeiro plano, e um terceiro e um quarto entalhes os quais são simétricos um ao outro com relação ao dito eixo geométrico central do dito primeiro furo e os quais estão substancialmente centrados com relação a um terceiro plano ortogonal ao dito primeiro plano. O segundo furo do dito segundo grupo compreende um primeiro e um segundo entalhes substancialmente centrados, com relação a um quarto plano paralelo ao dito primeiro plano, e um terceiro e um quarto entalhes os quais são simétricos um ao outro com relação ao dito eixo geométrico central do dito segundo furo e os quais estão substancialmente centrados com relação ao dito terceiro plano ortogonal ao dito primeiro plano. Esta configuração significa que pelo menos dois diferentes valores da distância entre os eixos geométricos podem ser providos, de acordo com a orientação do dispositivo e a escolha de um furo e um entalhe respectivamente utilizados para fixação sobre uma caixa e sobre um suporte. Os respectivos eixos geométricos centrais dos furos do segundo grupo de furos de preferência apresentam uma mútua distância de separação estritamente maior do que a mútua distância de separação entre os respectivos eixos geométricos centrais dos furos do primeiro grupo de furos, de modo a aumentar o espaço disponível para formar os entalhes acima mencionados e a diferença entre os valores da distância entre os eixos geométricos providos pelo dispositivo.
[0026] Especificamente, como ilustrado na Figura 2, o dispositivo 900 preferido está formado por um suporte com duas superfícies feitas de metal dobrado, e assim compreende um primeiro painel 912 projetado pra ser fixado por sobre a caixa 1, e um segundo painel 914 projetado para ser fixado por sobre um suporte tal como uma parede ou um trilho. O primeiro painel compreende dois furos I e J que formam um primeiro grupo de furos com respectivos eixos geométricos centrais 916, 918 ortogonais ao primeiro painel 912. Os dois furos I e J de preferência apresentam diferentes formas geométricas um do outro para propósitos de prevenção de erro. O primeiro painel 912 de preferência compreende duas regiões de diferentes respectivas larguras conectadas uma na outra por ressaltos laterais 919. O segundo painel 914 compreende dois furos ou rebaixos 920, 922 que formam um segundo grupo de furos e apresentam respectivos eixos geométricos centrais 924 e 926 que são simétricos um ao outro, com relação a um primeiro plano P1 definido como o plano de simetria dos respectivos eixos geométricos centrais 916, 918 dos furos I, J do primeiro grupo de furos. Os eixos geométricos centrais 924, 926 estendem ortogonal-mente ao segundo painel 914.
[0027] A distância de separação E2 entre os eixos geométricos centrais 924, 926 dos segundos furos 920, 922 é vantajosamente maior do que a distância de separação E1 entre os eixos geométricos centrais 916, 918 dos primeiros furos I e J. Cada um dos furos 920, 922 do segundo grupo de furos vantajosa mente apresentam a forma do círcu- Io provido com quatro entalhes dispostos regularmente ao redor de seus eixos geométricos centrais 924, 926.
[0028] Os entalhes do primeiro furo 920 do segundo grupo de furos compreendem um primeiro entalhe K e uma segunda ramificação M substancialmente centrada com relação a um segundo plano P2 paralelo ao primeiro plano P1 e incluindo o eixo geométrico central 924 do furo 920, e um terceiro entalhe L e um quarto entalhe N os quais são simétricos com relação ao eixo geométrico central 924 do furo 920 e os quais estão substancialmente centrados com relação a um terceiro plano P3 ortogonal ao primeiro plano P1 e incluindo o eixo geométrico central 924 do furo 920. Os entalhes do segundo furo 922 do primeiro grupo de furos compreendem um primeiro entalhe O e um segundo entalhe Q substancialmente centrados com relação a um quarto plano P4 paralelo ao primeiro plano P1 e incluindo o eixo geométrico central 926 do furo 922, e um terceiro entalhe P e um quarto entalhe R os quais são simétricos um em relação ao outro, com relação ao eixo geométrico central 926 do furo 922 e os quais estão substancialmente centrados com relação ao terceiro plano P3 o qual também inclui o eixo geométrico central 926 do furo 922.
[0029] Cada um dos furos 920, 922 do segundo grupo de furos assim globalmente apresenta uma forma que corresponde à sobreposição de quatro furos com uma geometria denominada "buraco de fechadura" girada através de 90 graus um com relação ao outro. É por meio disto fácil inserir uma peça de fixação tal como um parafuso através de uma porção central circular de qualquer um dos furos 920, 922 para então transladar a peça de fixação na direção do fundo de qualquer um dos entalhes, para fixação com diferentes distâncias entre os eixos geométricos.
[0030] Os dois furos 920, 922 do segundo grupo de furos apresentam diferentes formas globais um do outro para propósitos de preven- ção de erro. Especificamente, os entalhes K, L, Μ, N do primeiro furo 920 do segundo grupo de furos de preferência cada um apresenta uma forma pelo menos parcialmente similar a uma parte do primeiro furo I do primeiro grupo de furos. Cada um destes entalhes K, L, Μ, N apresenta, por exemplo, uma borda que compreende uma porção de fundo semicircular 928 conectada a duas porções laterais retas 930. Do mesmo modo, os entalhes O, P, Q, R do segundo furo 922 do segundo grupo de furos de preferência cada um apresenta uma forma pelo menos parcialmente similar a uma parte do segundo furo J do primeiro grupo de furos. Cada um destes entalhes O, P, Q, R apresenta, por exemplo, uma borda que compreende uma primeira porção de fundo 932 na forma de metade de um olho ou metade de uma amêndoa conectada a segunda porção reta 934.
[0031] O envoltório 2 da caixa é feito de placas metálicas dobradas, de preferência com dois elementos formando as cinco superfícies do retângulo fechado pela porta 3: ver Figura 3. Especificamente, um primeiro elemento em forma de L 10 forma o painel traseiro 12 e a base 14 do envoltório 2. Ventilações 16, vantajosamente inclinadas a 45° para serem adequadas para as posições tanto vertical quanto horizontal, estão presentes sobre o painel traseiro 12 para ventilação da caixa 1. A base 14 está por sua parte provida com diversos furos 18 usualmente circulares os quais serão associados com glandes de cabo para a passagem de cabos (suprimento de energia dos diferentes canais, voltagem, entradas / saídas digitais, transmissão...), assim como um furo 20 dedicado ao aterramento, e um recorte em forma de T 22 projetado para acomodar os conectores de tipo Harting. A base 14 pode também compreender os insertos 24 para prender removíveis os dispositivos 9 os quais serão presos por parafusos e uma arruela se este modo de fixação for escolhido. Sobre os lados, as ramificações 12, 14 do L compreendem dobras 26, 28 projetadas para a fixação do segun- do elemento 30 do envoltório 2.
[0032] O segundo elemento 30 é por sua parte em forma de U. Somente um dos painéis laterais 32 (na direita na figura) compreende rasgos de ventilação 34, o painel de topo e o outro painel lateral 38 (projetado para tornar-se o painel de topo quando a posição horizontal da caixa 1 é utilizada) não compreendendo nenhum por razões de es-tanqueidade. O painel de topo 36 pode também compreender os inser-tos 40 para os dispositivos de fixação removíveis 9, 900 se este modo de fixação for escolhido.
[0033] A bateria de preferência estando colocada contra o painel lateral 32, provido com as ventilações 34, o último está de preferência provido com colares circulares 42, por exemplo, seis em número, para assegurar um espaço entre a bateria e o envoltório 2. Os dois painéis laterais 32, 38 estão providos com um meio de fixação da placa de separação 7 do compartimento de rádio 6. Estes estão de preferência formados por um trilho 44, vantajosamente na forma de uma placa metálica rebitada por sobre os painéis 32, 38, compreendendo pelo menos uma fila dupla de ressaltos rebaixados 46 que suportam e guiam a placa de separação 7. Uma dobra nos painéis 32, 38 pode permitir uma fácil fixação da placa de separação 7 uma vez que a última está posicionada dentro do trilho 44. Vantajosamente, o trilho 44 compreende uma segunda fila dupla de ressaltos rebaixados 46' que atuam como um meio de guia para um gabinete que desliza dentro do compartimento eletrônico 5.
[0034] Os dois elementos 10, 30 estão presos um no outro por re-bitamento. O espaço é fechado pela porta 3, a qual é também feita por dobramento e corte, e montagem das diferentes partes constituintes. A porta 3 pode de preferência garantir os três níveis de acesso requeridos por certos padrões, tanto na posição horizontal quanto na vertical, a caixa sendo de acordo, por exemplo, com aquela descrita no Pedido de Patente FR 13 55228 depositado em 06 de junho de 2013 e intitulado "Caixa especificamente para equipamento elétrico capaz de ser utilizada horizontalmente e vertical mente". Especificamente, a porta 3, que compreende ventilações 48 inclinadas a 45° para ventilação da caixa 1 nas posições vertical e horizontal, está fixa no envoltório 2 por dobradiças 50 rebitadas, sobre o painel lateral 32 que suporta a batería, ao longo do eixo geométrico maior, e presa nas duas direções de abertura a 90° por meio de um sistema formado por u m suporte 52 e um montante 54. A porta 3 especificamente compreende uma abertura provida com um meio de obstrução transparente 56 que permite que as informações necessárias do compartimento eletrônico 5 sejam visualmente acessadas, provida com um trinco 58 com três posições devido a uma forma em Z específica para o deslocamento do seu pino de cavilha 60.
[0035] A porta 3 também compreende uma corrente para tranca-mento por meio de um cadeado e um olhai que permite que um lacre seja montado. No nível do êmbolo, o painel lateral 38 oposto às dobradiças 50 compreende dois recortes que permitem o fechamento dos trincos 62 da porta 3, e um terceiro recorte permite a passagem do trinco 58 do meio de obstrução transparente 56. No fundo do mesmo êmbolo, existe uma espiga que apresenta um olhai e permite a porta 3 da caixa 1 seja vedada com chumbo. Assim, o nível "0" no qual o usuário tem acesso físico às informações requeridas através do meio transparente é definido pela porta 3 fechada, trancada e vedada. Removendo o cadeado e deslocando o trinco 58 do meio de obstrução 56 para a esquerda, o nível "1" é ativado e o usuário pode acessar a interface homem - máquina do compartimento eletrônico 5 abrindo o dito meio 56. Removendo o lacre, o usuário pode acessar o nível "2" abrindo a porta 3 completamente através dos dois trincos de empurrar para fechar 62 para operações do tipo de manutenção.
[0036] De acordo com a invenção, a caixa 1 compreende um único compartimento 5 dedicado a conter todos os elementos de processamento de sinal e comunicação eletrônicos da SRTI, o meio de comunicação para a unidade de controle remoto central, tal como o rádio ou interface de comunicação 64, estes mesmos estando localizados no compartimento de topo 6 e possivelmente fixados na placa de suporte 7. Especificamente, as diferentes funções estão agrupadas juntas em uma disposição otimizada.
[0037] Especificamente, o meio de comunicação 64 está conectado através de uma unidade de interface de comunicação 70 na eletrônica da caixa 1 para executar as trocas de dados necessárias. De preferência, a unidade de interface de comunicação 70 compreende uma placa de gerenciamento de comunicação remota 72 (com o rádio, por exemplo) e uma placa de núcleo 74 para o gerenciamento das comunicações internas entre os elementos eletrônicos da caixa 1 e os protocolos nativos, e também a interface com um configurador de HTML, o qual está vantajosamente embutido na placa de núcleo 74 especificamente através de uma porta USB.
[0038] O suprimento de energia 76 para os elementos elétricos e eletrônicos da caixa 1 está também localizado dentro do compartimento 5 que contém os elementos eletrônicos. Esta unidade 76 está acoplada no suprimento de rede pública, especificamente através de um dispositivo de proteção e desconexão 78, e também na batería, por exemplo, uma bateria de 12 V, do compartimento de fundo 4. Em uma modalidade preferida ilustrada na Figura 4A, a unidade de suprimento de energia 76 compreende uma placa com funções: 76A para carregar a bateria do suprimento de rede pública, 76B para suprimento de e-nergia de 12 V para o rádio, 76C para suprimento de energia de 12 V para as unidades funcionais da caixa, e 76D para controle de 48 V dos diferentes canais especificamente para operar os comutadores monito- rados pela SRTI de acordo com a invenção.
[0039] Entre os elementos eletrônicos da SRTI, deve finalmente ser encontrada a unidade de controle e monitoramento 80, a qual compreende uma placa de interface homem - máquina HMI local 82 que permite interações de sistema - operador por meio de botões e indicadores, e uma unidade central 84 a qual é o núcleo funcional da SRTI. O lexan da placa IHM 82 depende da direção de orientação e pode ser partido em uma pluralidade de elementos 82A, 82B, 82C associados com as diferentes funções da unidade central 84.
[0040] A unidade central 84 especificamente compreende uma placa de conexão 86 que permite que as medições de voltagem, corrente e entrada / saída sejam recuperadas e as informações de controle e monitoramento sejam trocadas com os comutadores. A placa de conexão 86 está de preferência conectada perpendicularmente à unidade central 84 para facilitar a conexão dos elementos acima mencionados, evitando um raio de curvatura muito grande dos cabos o que permite uma economia de espaço. A unidade central também compreende uma placa de medição de voltagem 88 para aquisição das voltagens MV trifásicas a qual está conectada em paralelo e plana, e pelo menos uma placa de medição de corrente 90 para aquisição das correntes trifásicas, também conectada em paralelo e plana. O número de placas de medição de corrente 90 depende do número de canais gerenciados pela SRTI, mas cada placa carrega um meio de detecção de falha para indicar o tipo de falha vista pela unidade central 84. A unidade central 84 finalmente integra um módulo funcional 92 para a interface de l/O, a qual executa o gerenciamento dos dados de entrada / saída, um módulo funcional 94 para o controle dos canais, de modo a executar o controle e monitoramento dos comutadores, e um módulo funcional 96 encarregado de simultaneamente executar as funções principais de uma SRTI (a menos de comunicação) isto é: [0041] - operação dos comandos elétricos dos comutadores de HVA;
[0042] - gerenciamento de detecção de falhas de HVA direcionais ou de intensidade de corrente;
[0043] - abertura automática da chave de HVA na detecção do a-limentador de HVA defeituoso, por meio de uma função de "Automação de Alarme Descentralizada";
[0044] - comutação automática das fontes de suprimento de energia;
[0045] - manutenção das funções de SRTI no caso de falta de e-nergia da fonte de suprimento de energia alternativa e backup da fonte autônoma sobre a transmissão permanente do rádio;
[0046] - registro de operações e indicações dos eventos de data estampada e contagem da detecção de falhas de HVA, do contexto e da natureza de incidentes externos e internos, etc.;
[0047] - acesso às funções através de uma interface homem - máquina.
[0048] A modalidade apresenta uma funcionalização das placas de circuito impresso as quais podem naturalmente ser modificadas.
[0049] Para prover as interfaces entre as três unidades funcionais eletrônicas 70, 76, 80, de acordo com a invenção, uma placa 98 é utilizada. Esta está montada como uma placa mãe de modo a ter um a-cesso direto às diferentes placas das unidades em caso de necessidade. Mais ainda, de modo a facilitar a manutenção, as placas eletrônicas associadas com as diferentes unidades 70, 76, 80 estão montadas em um gabinete deslizante 100 o qual pode ser facilmente extraído da caixa 1 de modo a ser capaz de substituir uma ou mais placas montadas na "placa mãe" 98.
[0050] Além desta placa mãe formada pela placa 98, o próprio gabinete 100 está compreendido de quatro superfícies feitas de chapa metálica dobrada e pode deslizar ao longo de painéis laterais 32, 38 da caixa 1, as dimensões do gabinete 100 sendo determinadas de modo a garantir, sobre todas as suas superfícies, uma folga suficiente com relação aos painéis da caixa 1 para permitir uma boa remoção de calor. O gabinete 100 está de preferência guiado através do topo, especificamente através dos trilhos de suporte 44 da placa de separação pela fila dupla de ressaltos rebaixados paralelos 46'. Para este propósito, como ilustrado na Figura 5A, os flancos 102, 104 do gabinete 100 compreendem sobre a sua parte de topo dobras 106 projetadas para atuar como uma corrediça entre os ressaltos 46' para uma guia horizontal e posicionamento do gabinete 100 dentro da caixa 1 através do topo. Para manter o gabinete 100 no lugar, um dispositivo de fixação de grampo está provido no fundo do gabinete 100, colaborando com disposições sobre os painéis 32, 38 do envoltório 2. Os dois painéis 32, 38 assim cada um compreende duas estampagens circulares 66 que compreendem pinos de cavilha 68 sobre os quais o gabinete 100 removível deslizará e então será engatado. Os flancos 102, 104 do gabinete 100 por sua parte compreendem no fundo batentes na forma de ganchos 108 os quais acoplam com os pinos de cavilha 68, com possibilidade de engatar, uma vez que o gabinete 100 esteja suficientemente acoplado dentro do compartimento 5. De preferência, as estampagens 66 e ganchos 108 estão verticalmente deslocados (os componentes 66, 108 mais próximos da porta 3 sendo mais baixos do que aqueles que estão mais distantes) para permitir uma ligeira oscilação para os propósitos de remoção do gabinete 100 sem forçar.
[0051] A superfície de topo 110 e a superfície de fundo 112 do gabinete 100 por sua parte compreendem guias 114 para as placas de circuito impresso, especificamente três guias cada. A placa de suprimento de energia 76 de preferência precisando estar associado com um meio de resfriamento adequado, está posicionada em um dos Ia- dos do gabinete 100, à direita na modalidade ilustrada na Figura 4B. O lado 102 correspondente do gabinete 100 assim tem um recorte 116 para isolar os dissipadores de calor da placa de suprimento de energia 76 da estrutura do gabinete 100. Para limitar o acesso uma proteção de adesivo 118 é adicionada. Ventilações adicionais 120 podem estar providas sobre o dito lado 102, assim como nas superfícies de topo e de fundo 112, 114.
[0052] Além disso, de modo a permite que as conexões sejam feitas, recortes 122, 124 que permitem a passagem de conectores estão providos, especificamente sobre a superfície de fundo do gabinete, com três recortes para acesso aos conectores das placas, um 124 dos quais à direita está projetado para a passagem do suprimento de e-nergia e de preferência completado por uma placa isolante adicional 126 por razões de isolamento e distância. Um painel frontal 130 pode dobrar a placa mãe 98 para isolar a última do painel de fundo 12 da caixa 1, e então também compreende um recorte para os conectores. Uma viga 130 pode estar montada para enrijecer lateralmente o gabinete deslizante 100 dependendo da flexibilidade de seu painel de fundo 98, 128.
[0053] A batería está alojada dentro do compartimento de fundo 4. O compartimento 4 ainda compreende o dispositivo de proteção e desconexão 78, especificamente um fusível, do aparelho requerido. O compartimento 4 assim compreende um suporte 132, feito por dobra-mento, o qual pode compreender ressaltos para deslizar argolas de fixação de cabo, suportando um trilho DIN 134 que suporta o fusível, o qual está rebitado por sobre o painel 38 do envoltório 2. O painel 38 está ainda provido com uma placa frontal isolante 136 para instalação elétrica do dito painel 38.
[0054] De preferência, a bateria está presa na direção dos seis graus de liberdade por correias e batentes, como descrito no Pedido de Patente EP 14 163 051.7 depositado em 01 de Abril de 2014 e intitulado "Fixação de uma bateria de tamanho variável dentro de um envoltório elétrico". Especificamente, uma placa de suporte de bateria 140 está montada no fundo do envoltório 2, com diferentes meios de fixação 142 e furos para passagem de cabos 144, e um dispositivo de suporte traseiro 146 está fixo por sobre dois painéis esquerdo e traseiro 32, 12 do envoltório 2 por rebites. Este suporte 146 feito por dobra-mento também permite a fixação de cabos montando argolas de fixação dentro de diversos furos circulares 148. Alternativamente, o suporte 146 pode ser substituído por um fundo de aresta provido com um furo aberto com uma barra deslizante, a dita barra permitindo o ajuste de furos para a passagem de uma correia.
[0055] A placa de suporte 140 está assim montada para deixar livre acesso para os furos 18 do painel de fundo 14, convencionalmente associado com as glandes de cabo 150 ilustradas na Figura 6B, para a passagem de cabos de comunicação para a interface 64 e o compartimento de topo 6, para alguns dos quais possivelmente por meio de um trilho de conexão de comunicação 152 fixo no painel traseiro 12 do envoltório 2. Mais ainda, outros cabos de conexão para o gabinete 100 (suprimento de energia sinais para os cabos de medição 88, 90, ...) também passam através deste espaço livre na traseira da bateria.
[0056] Os cabos de controle e monitoramento, que vêm do gabinete 100, por sua parte primeiro correm atrás do suporte 146 e então a-trás da e sob a placa de suporte 140. Sua extremidade provida com um conector Han10A tipo C10 está, como usual, montada dentro de uma parte do sistema de conexão 8 na forma de uma tira de conexão 160, especificamente compreendendo suportes mecânicos 162 para os conectores associados sob o envoltório para formar parte da caixa 1. Estes conectores são volumosos, pesados (aproximadamente 180 g por elemento sem contar o peso dos cabos) e complexos em termos de conexão por conta das dez conexões necessárias. A instalação dos últimos não é fácil de executar, tanto do ponto de vista elétrico quanto mecânico, por conta das restrições de acessibilidade e peso envolvidas.
[0057] Mais ainda, na modalidade preferida ilustrada, com uma dupla configuração e fixação da bateria por meio de um suporte e uma correia perpendicular à base da caixa 1, uma passagem e um ajuste da correia entre o suporte de bateria 140 e o painel de fundo 14 são requeridos. Assim torna-se recomendado ser capaz de pelo menos parcialmente remover a tira 160, especificamente para as operações de montagem em operações de produção e manutenção da bateria no campo. Por conta dos cabos os quais correm através da tira 160 e o peso destes conectores, a tira 160 está vantajosamente disposta de modo a ser capaz de ser autossuportada de modo a permitir o posicionamento da bateria sem precisar desconectar as fiações dos elementos de comunicação.
[0058] De acordo com a modalidade preferida da invenção, a tira 160 também permite as variantes e opções de montagem de 1 a 4 canais identificados por um rótulo 163 sejam gerenciadas e compreende uma placa 164 provida com quatro furos 166, os furos não utilizados sendo obstruídos por placas de mascaramento 168, as quais são, por exemplo, presas por parafuso, os furos utilizados estando associados com os suportes mecânicos de soquetes Harting 162, presos, por e-xemplo, por fixação de parafuso. Mais ainda, para evitar um aumento do volume externo da caixa 1, e além disso manter a mesma direção de fiação para a passagem dos cabos de controle e monitoramento através dos conectores Harting e os cabos de suprimento de energia, medição, comunicação e gerenciamento de entrada - saída através das glandes de cabo 150, a tira 160 está montada com a sua placa de suporte 164 paralela ao fundo da caixa 14, dentro do furo em forma de Τ 22 da base 14. Os furos 144 na placa de suporte de batería 140 permitem que os cabos sejam curvados em um modo adequado.
[0059] Por conta de seu peso, foi escolhido fazer uso de uma tira autossuportada 160. O tamanho da placa de suporte 164 é ligeiramente maior do que aquele do furo 22, com uma parte principal do suporte podendo ser sobreposta à forma do furo e, em um lado excedente, uma dobra 170 na forma de um degrau a qual pode ser inserida entre a placa de suporte de batería 140 e o painel de fundo 14 do envoltório 2, de preferência (seta A da Figura 6B) a um ângulo agudo permitindo uma melhor visualização e uma acessibilidade melhorada. Uma vez que esta foi parcialmente inserida, a tira 160 é pressionada (seta B) contra o fundo da caixa, e duas dobras 172 situadas sobre as bordas da parte principal da placa de suporte 164 da tira 160 na direção do interior do envoltório 2 e na forma de um gancho, montam sobre entalhes correspondentes do painel de fundo 14. A tira 160 é assim unida em um modo removível ao envoltório 2, De modo a prender a tira 160, a fixação é completada por fixação de parafuso, de preferência por um único parafuso cativo 174.
[0060] A modalidade apresentada assim permite que uma caixa de controle remoto de SRTI 1 com três níveis de acesso seja obtida, com uma bateria presa de modo a passar nos testes de vibração, capaz de ser utilizada em uma posição vertical e em uma posição horizontal, as funções eletrônicas e elétricas principais das quais apresentadas no estado da técnica estão confinadas e posicionadas em um gabinete removível 100 por razões de isolamento e para os propósitos de facilitar a manutenção. O gabinete 100 é inserido na caixa 1 por um único movimento translacional horizontal, e é preso por meio de porcas sobre parafusos os quais prendem os batentes na forma de ganchos 108 do dito gabinete 100. O projeto do gabinete 100 permite a remoção de calor dos componentes eletrônicos sobre todas as suas superfícies. A arquitetura de hardware e software do sistema de monitoramento e controle é por sua parte definido pelas unidades funcionais (suprimento de energia, comunicação, controle remoto, etc.) de modo a permitir um particionamento físico com relação às restrições de isolamento e aquelas de proteção do equipamento contra choques mecânicos, enquanto ao mesmo tempo preservando a facilidade de operações de manutenção do aparelho.
[0061] Mais ainda, as conexões elétricas são feitas através de uma tira 160 a qual pode ser removida ou simplesmente deslocada, e a qual é autossuportada, presa por um único parafuso cativo 174, a implementação das quais é possível nas duas orientações da caixa 1, o que permite as suas operações sobre a caixa (tal como a fixação da batería). É de fato possível manter a tira 160 presa no envoltório 2 do aparelho para as operações de montagem, isolamento ou manutenção. Mais ainda, apesar do peso do sistema e das condições de acesso, a montagem da tira 160 é facilitada e encurtada pela configuração autossuportada. O número de conectores de conexão de comunicação 162 pode ser adaptado, e o acesso aos últimos é conseguido na mesma direção que a passagem de cabos dentro da glande de cabo 150, minimizando as dimensões totais da caixa 1.
[0062] Apesar da invenção ter sido descrita para uma caixa de interface de controle remoto de comutador de duas posições que compreende todas as opções de uma arquitetura otimizada, esta não está em nenhum modo limitada a isto e certos dos elementos acima podem ser omitidos ou substituídos por outras soluções. Mais ainda, algumas das soluções providas na caixa de acordo com a invenção podem ser utilizadas para outros dispositivos, especificamente para qualquer projeto de uma caixa para alojar interfaces homem - máquina, especificamente para controlar um equipamento de rede de distribuição de energia elétrica.
REIVINDICAÇÕES

Claims (14)

1. Aparelho elétrico que compreende um envoltório (2) retangular plano paralelo delineado por dois painéis laterais opostos (32, 38), um painel traseiro (12), dois painéis de fundo (14) e topo (36) o-postos, e um uma porta (3) acoplada em um modo articulado a um painel lateral (32) ao longo de uma borda de maior dimensão do retângulo, o dito aparelho caracterizado por compreender, dentro do envoltório (2): - uma placa de separação (7) paralela aos painéis de fundo e de topo (14, 36); - um meio de guia (46'), paralelo à placa de separação (7), sobre os painéis laterais (32, 38); - um gabinete deslizante (100) formado por dois flancos laterais (102, 104) paralelos aos painéis laterais (32, 38) do envoltório (2), e duas superfícies de topo e de fundo (110, 112) paralelas uma à outra e à placa de separação (7), a superfície de topo 110 estando localizada entre a superfície de fundo (112) e o painel de separação (7), os flancos laterais (102, 104) compreendendo no nível da superfície de topo (110), corrediças (106) capazes de deslizar dentro do meio de guia (46') e, no nível da superfície de fundo (112), um meio de fixação removível (108) com os painéis laterais (32, 38) do envoltório (2); de modo que o envoltório (2) delineie três compartimentos (4, 5, 6) separados pela placa de separação (7) e a superfície de fundo (112) do gabinete deslizante (100); - uma unidade de monitoramento e controle eletrônico que compreende pelo menos uma placa de suprimento de energia 76, uma unidade de aquisição e processamento de dados central 84 composta de placas de circuito impresso, uma interface homem - máquina (82) e uma unidade de comunicação 70 composta de placas de circuito impresso, a dita unidade de monitoramento e controle eletrônico estando localizada dentro do gabinete deslizante (100); - um sistema de fixação (140) de uma batería no nível do painel de fundo (14).
2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende uma placa mãe (98) que forma uma quinta superfície do gabinete deslizante (100) e paralela ao painel traseiro do envoltório (2) as outras placas do sistema conectando na última.
3. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a placa de suprimento de energia (76) do sistema de monitoramento e controle é paralela a um flanco lateral (104) do gabinete deslizante (100), o dito flanco (104) compreendendo um recorte (116) para o resfriamento da placa de suprimento de energia (76).
4. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a superfície de fundo (112) do gabinete deslizante (100) compreende furos para a passagem de cabos (122, 124).
5. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os flancos laterais (102, 104) e as superfícies de topo e de fundo (110, 112) o gabinete deslizante (100) são placas metálicas dobradas, as corrediças (106) estão formadas por dobras da chapa metálica dos flancos laterais (102, 104) e os meios de fixação removíveis (108) são recortes na forma de ganchos que colaboram com protuberâncias (68) dos painéis laterais (32, 38) do envoltório (2).
6. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a porta (3) compreende um furo provido com um meio de obstrução transparente (56) permitindo que o interior do gabinete deslizante (100) seja pelo menos parcialmente visível.
7. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o meio de obstrução transparente (56) está montado deslizante ao longo da porta (3), um trinco (58) permitindo acesso ao interior do gabinete deslizante (100).
8. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a porta (3) está provida com um meio de travamento disposto para prover três graus de segurança, isto é, um envoltório (2) fechado sem acesso aos compartimentos (4, 5, 6), acesso a uma parte do gabinete deslizante (100) somente e acesso a todos os compartimentos (4, 5, 6).
9. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por compreender uma tira de conexão (160) provida com suportes de conexão (162) os quais podem estar presos em um modo removível no painel de fundo (14) do envoltório (2).
10. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a tira (160) compreende uma placa (164) provida com rebaixos (166), pelo menos um rebaixo estando associado com um suporte de conexão (162), a placa (164) sendo montada paralela ao painel de fundo (14).
11. Aparelho de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o painel de fundo (14) compreende um furo (22), a placa (164) compreende uma parte principal de forma idêntica àquela do furo (22) completada por uma dobra (170) paralela à parte principal e capaz de ser inserida no furo (122), e por pelo menos dois ganchos (172) que permitem que a tira (160) seja presa contra o painel de fundo (14).
12. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o sistema para prender a batería compreende uma placa de suporte (140) paralela ao painel de fundo (14).
13. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por compreender trilhos (44) providos com o meio de guia (46') do gabinete deslizante (100) e com um meio de guia paralelo (46) para a placa de separação (7).
14. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o envoltório (2) é feito de chapas dobradas.
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