BR102014025095A2

BR102014025095A2 - aparelho disjuntor elétrico

Info

Publication number: BR102014025095A2
Application number: BR102014025095A
Authority: BR
Inventors: Amogh Vilas Kank; Mark Allan Juds; Paul Jason Rollmann; Xin Zhou
Original assignee: Eaton Corp
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2014-10-08
Publication date: 2015-09-29
Also published as: GB2521731A; US20150114934A1; MX353788B; MX2014013236A; FR3012662A1; AU2014216055A1; US9343251B2; DE102014015061B4; CN104599915B; JP6444103B2; GB2521731B; GB201418983D0; DE102014015061A1; JP2015088477A; CN104599915A; CA2860538A1; AU2014216055B2

Abstract

aparelho disjuntor elétrico. a invenção provê um aparelho disjuntor elétrico (2) para disjunção/ interrupção de uma corrente contínua bi-direcional, incluindo contatos separáveis (4), mecanismo operacional (6) para abrir/ fechar contatos, e uma calha de arco (8). a calha de arco inclui dois membros laterais ferromagnéticos (10), cada um deles tendo um primeiro lado (12, 18) e um segundo lado oposto (14, 20), o primeiro lado de um segundo membro lateral ferromagnético (16) sendo voltado para o primeiro lado (18) de um primeiro membro lateral ferromagnético (10), um primeiro magneto permanente (22) disposto no primeiro lado do primeiro membro lateral ferromagnético, um segundo magneto permanente (24) sendo disposto em um primeiro lado do segundo membro lateral, e um conjunto único (26) de uma pluralidade de placas divisoras de arco disposta entre os magnetos permanentes. os magnetos permanentes tendo um tamanho substancialmente menor que cada um dos membros laterais. a calha de arco sendo dividida em duas câmaras de arco (30, 32), cada uma delas para uma direção correspondente do fluxo de corrente contínua através dos contatos.

Description

"APARELHO DISJUNTOR ELÉTRICO" Histórico Campo da invenção [001] O conceito inventivo relaciona-se geralmente a um aparelho disjuntor elétrico, e, mais particularmente, a um aparelho disjuntor elétrico de corrente continua bi- direcional, por exemplo, disjuntores de circuito incluindo calha de arco.

Informação antecedente [002] Um aparelho disjuntor elétrico empregando contatos separáveis expostos ao ar pode ser estruturado para abrir um circuito de potência, conduzindo uma corrente apreciável.

Estes aparelhos disjuntores elétricos, tais como, por exemplo, disjuntores de circuito, tipicamente experimentam faiscamento, quando os contatos se separam, e comumente incorporam calhas de arco, para ajudar a extinguir os arcos.

Tais calhas de arco, tipicamente, compreendem uma pluralidade de placas eletricamente condutivas, que são mantidas em relação espaçada em torno de contatos separáveis, por um alojamento eletricamente isolante. O arco é transferido para as placas de arco, onde é estendido e resfriado até extinguir. [003] Tipicamente, disjuntores de circuito de caixa moldada (MCCB de Molded Case Circuit Breakers) não são especificamente projetados para uso em aplicações de corrente continua. Quando se busca aplicar MCCBs de corrente alternada em aplicações de corrente continua, múltiplos pólos são conectados eletricamente em série, para realizar chaveamento com base na voltagem DC e corrente DC do sistema. [004] Um dos desafios na interrupção de corrente continua consiste em dirigir o arco para a câmara de interrupção de arco, especificamente em níveis de corrente relativamente baixos. Alguns dos disjuntores para corrente contínua existentes usam magnetos permanentes, para dirigir o arco para as placas divisoras de arco. No entanto, tais disjuntores ou proveem apenas interrupção para corrente unidirecional, ou são relativamente grandes, porque usam duas câmaras de arco separadas, para conseguir um desempenho bi- direcional. [005] Assim, há espaço para introduzir melhoramentos em aparelhos disjuntores para corrente contínua bi- direcional.

Sumário [006] Estas necessidades e outras mais serão atendidas pelas configurações do conceito inventivo, onde um aparelho disjuntor elétrico se destina à disjunção/ interrupção de uma corrente contínua bi-direcional. O aparelho disjuntor elétrico compreende: contatos separáveis; um mecanismo operacional estruturado para abrir/ fechar contatos separáveis; e uma calha de arco compreendendo: um primeiro membro lateral ferromagnético tendo um primeiro lado e um segundo lado oposto, um segundo membro lateral ferromagnético tendo um primeiro lado e um segundo lado oposto, o primeiro lado do segundo membro lateral ferromagnético sendo voltado para o primeiro lado do primeiro membro lateral ferromagnético, o primeiro magneto permanente sendo disposto no primeiro lado do primeiro membro lateral ferromagnético, e o segundo magneto permanente sendo disposto no primeiro lado do segundo membro lateral ferromagnético, e um conjunto único de uma pluralidade de placas divisoras de arco, disposto entre os primeiro e segundo magnetos permanentes, sendo que os primeiro e segundo magnetos permanentes têm um tamanho substancialmente menor que cada um dos primeiro e segundo membros laterais ferromagnéticos, sendo que a calha de arco é dividida em duas câmaras de arco, e sendo que cada uma das duas câmaras de arco se destina à correspondente direção da corrente continua que flui através dos contatos separáveis.

Breve descrição dos desenhos [007] Um pleno entendimento do conceito inventivo pode ser obtido a partir da seguinte descrição das configurações preferidas, em conjunção com os desenhos anexos, nos quais: [008] A Figura 1 é uma vista isométrica de uma calha de arco de disjuntor de circuito, incluindo magnetos permanentes relativamente pequenos nas paredes laterais ferromagnéticas e um conjunto de placas divisoras de arco, de acordo com configurações do conceito inventivo; [009] A Figura 2A é uma vista isométrica de uma porção da calha de arco da Figura 1, na qual as placas divisoras de arco são placas divisoras de arco não-magnéticas; [0010] A Figura 2B é uma vista isométrica de uma porção de outra calha de arco, incluindo um de dois magnetos permanentes, uma de duas paredes laterais ferromagnéticas, e uma porção magnética de uma pluralidade de placas divisoras de arco composto, de acordo com uma configuração do conceito inventivo; [0011] A Figura 3 é uma representação de campo de análise de elemento finito magnético para uma parede lateral ferromagnética reta anterior, e estrutura de magneto permanente mostrando localização de um ponto zero magnético e linha de reversão de campo magnético; [0012] A Figura 4 é uma representação de campo de análise de elemento finito magnético para a calha de arco de disjuntor de circuito da Figura 2Ά, mostrando que a localização do ponto zero magnético e linha da reversão de campo magnético são deslocadas para direita com respeito à representação da Figura 3; [0013] A Figura 5 é uma representação de campo de análise de elemento finito magnético da calha de arco da Figura 2B, mostrando que a localização do ponto zero magnético e linha de reversão de campo e magnético são deslocadas para direita, com respeito à representação da Figura 3; [0014] A Figura 6 é uma vista em planta simplificada da calha de arco da Figura 2A; [0015] A Figura 7 é uma vista em planta simplificada da calha de arco da Figura 2B; [0016] A Figura 8 é uma vista isométrica de uma calha de arco, incluindo magnetos relativamente pequenos em paredes laterais ferromagnéticas, uma parede traseira ferromagnética, e um conjunto de placas divisoras de arco composto, de acordo com uma configuração do conceito inventivo; [0017] A Figura 9 é uma vista em planta simplificada da calha de arco da Figura 8; [0018] A Figura 10 é uma representação de campo magnético para calha de arco da Figura 8, exceto com placas divisoras de arco não-magnét icas, nas quais não há zero magnético e não há reversão de campo magnético, de acordo com uma configuração do conceito inventivo; e [0019] A Figura 11 é uma representação de campo magnético de uma calha de arco da Figura 8, na qual não há zero magnético e reversão de campo magnético.

Descrição de configurações preferidas [0020] Como usado nesta, o termo "número" deve significar "Um" ou um número inteiro maior que um (i.e., uma pluralidade). [0021] Como usado nesta, a assertiva que duas ou mais partes estão conectadas ou acopladas, deve significar que as partes podem estar unidas quer diretamente ou indiretamente através de uma ou mais partes intermediárias. [0022] O conceito inventivo emprega um arranjo de magneto permanente e uma única estrutura de contato de disjuntor para obter uma capacidade de disjunção/ interrupção para corrente continua bi-direcional, incluindo níveis de corrente relativamente baixos. Isto melhora a orientação do campo magnético, que dirige um arco para uma de duas câmaras de arco (dependendo da direção da corrente contínua) e divide o arco. [0023] Referindo-se à Figura 1, um aparelho disjuntor elétrico, tal como o disjuntor de circuito 2, se destina a comutar ou interromper uma corrente contínua bi-direcional. O disjuntor de circuito 2 inclui contatos separáveis 4, um mecanismo operacional 6 estruturado para abrir e fechar contatos separáveis 4, e uma calha de arco 8. Neste exemplo, os contatos separáveis 4 compõem uma única estrutura para disjunção/ interrupção de contato. A calha de arco 8 inclui um primeiro membro lateral ferromagnético 10 (e.g., sem limitação, aço) tendo um primeiro lado 12 e um segundo lado 14 oposto, e um segundo membro lateral ferromagnético 16 tendo um primeiro lado 18 e um segundo lado oposto 20. O primeiro lado 18 do segundo membro lateral f erromagnético 16 é voltado para o primeiro lado 12 do primeiro membro lateral ferromagnético 10. Um primeiro magneto permanente 22 é disposto no primeiro lado 12 do primeiro membro lateral ferromagnético 10, e um segundo magneto permanente 24 é disposto no primeiro lado 18 do segundo membro lateral ferromagnético 16. Um conjunto único 26 de uma pluralidade de placas divisoras de arco 28 é disposto entre os primeiro e segundo magnetos permanentes 22, 24, que têm um tamanho substancialmente menor (como mais bem mostrado nas Figuras 2A e 2B), que cada um dos primeiro e segundo membros laterais ferromagnéticos 10, 16. A calha de arco 8 é dividida em duas câmaras de arco 30, 32, cada uma delas sendo para uma correspondente direção do fluxo de corrente continua através dos contatos separáveis 4. [0024] A Figura 2A mostra uma porção da calha de arco 8 da Figura 1, incluindo um membro lateral ferromagnético 10, magneto permanente relativamente pequeno 22, e placas divisoras de arco 28, feitas de material não- magnético. [0025] A Figura 2B mostra uma porção de outra calha de arco 8' (mais bem mostrada na Figura 7) incluindo primeiro magneto permanente 22, primeiro membro lateral ferromagnético 10, e uma porção magnética 64 de uma pluralidade de placas divisoras de arco composto. [0026] Como mostrado na Figura 7, os primeiro e segundo magnetos permanentes 22, 24, e primeiro e segundo membros laterais ferromagnéticos 10,16 são cobertos com uma isolação elétrica 34, para impedir a formação de um curto circuito nas colunas de arco. Os membros laterais ferromagnéticos 10, 16 e magnetos permanentes 22, 24 são eletricamente condutivos e eletricamente isolados, para manter a voltagem de arco e realizar a interrupção. Caso contrário, a corrente elétrica do arco entra no material ferromagnético eletricamente condutivo (e.g., sem limitação, aço) e nos materiais de magneto permanente, e a voltagem de arco vai diminuir de modo significativo, e a interrupção não será conseguida. [0027] As placas divisoras de arco 28 (Figura 1) podem ser placas divisoras de arco não-magnéticas 28' (Figura 6) ou placas divisoras de arco composto (Figura 7) com uma porção magnética intermediária 64 (e.g., sem limitação, feita de aço magnético - aço carbono) . As placas divisoras de arco 28' da Figura 6 são não-magnéticas; caso contrário, o campo magnético a partir dos primeiro e segundo magnetos permanentes 22, 24 será significativamente reduzido na região das placas divisoras de arco 28. É importante que o campo magnético na região da placa divisora de arco seja suficientemente grande para fazer o arco entrar, dividir o arco, e reter o arco nas placas divisoras de arco 28', para conseguir disjunção/ interrupção da corrente.

Alternativamente, como mostrado na Figura 7, as placas divisoras de arco 28'' são feitas com uma porção magnética intermediária 64, que aumenta o campo magnético na região da placa divisora de arco e nos contatos separáveis fechados 4 (Figura 1) . [0028] A Figura 3 traz uma representação de análise de elemento finito magnético 40 para uma parede lateral ferromagnética reta e estrutura magnética permanente anterior (não mostrada). A representação inclui localização do ponto zero magnético 42 e linha de reversão de campo magnético 44.

Aqui, o ponto zero 42 e reversão de campo 44 são relativamente muito mais próximos dos contatos separáveis fechados 46 e placas divisoras de arco 50. Nos casos em que o tamanho da coluna de arco é muito grande com niveis de corrente relativamente altos, o arco pode cruzar o ponto zero 42 e entrar no campo reverso, que afasta o arco das placas divisoras de arco 50. [0029] As configurações de magnetos permanentes relativamente pequenos (Figuras 1 e 2Ά e 2B) e relativamente grandes (Figura 3) ambas incluem magnetos permanentes que dirigem o campo magnético para os membros laterais ferromagnéticos. Na Figura 3, um magneto permanente relativamente grande 51 faz o campo magnético entrar no membro lateral ferromagnético 52 e voltar para a região de contato a partir de um material ferromagnético 53 no lado esquerdo (com respeito à Figura 3) e a partir do ar no lado direito (com respeito à Figura 3) . Por conseguinte, o ponto zero magnético 42 se localiza onde os campos de encontram. Se a geometria for perfeitamente simétrica, então, o ponto de zero magnético 42 se localiza no centro do magneto permanente 51. No entanto, o material ferromagnético 53 desloca o ponto de zero magnético 42 ligeiramente para a direita do centro (direita dos contatos separáveis fechados 46) . Há também uma segunda reversão de campo magnético 54 (e.g., um loop relativamente pequeno de fluxo) na borda esquerda (com respeito à Figura 3) do magneto permanente 51, que faz o arco parar naquela posição, e que mantém o arco nas placas divisoras de arco 50, para manter uma voltagem de arco relativamente alta e conseguir a disjunção/ interrupção de corrente. [0030] A Figura 4 mostra um representação de campo de análise de elemento finito magnético 64 para a calha de arco 8 da Figura 2A. A localização do ponto zero magnético 60 e linha de reversão de campo magnético 62 são deslocadas para direita (com respeito à Figura 4) . Mais especificamente, o ponto zero magnético 60 e reversão de campo magnético 62 são dispostos separados dos contatos separáveis fechados 4 e das placas divisoras de arco 28. Os magnetos permanentes 22, 24 (Figura 1) formam o campo magnético e forçam o ponto zero de campo magnético 60 e reversão de campo magnético 62 a se afastarem das placas divisoras de arco 28, e aumentando a magnitude do campo magnético próximo das porções fechados 4. O campo magnético traz um arco, formado entre os contatos separáveis 4, quando os contatos separáveis 4 passam de uma posição fechada para uma posição aberta, para as placas divisoras de arco 28, a despeito da direção inicial do movimento do arco. [0031] De novo, com referência à Figura 1, os magnetos permanentes 22, 24 fazem o campo magnético entrar em um dos respectivos membros laterais ferromagnéticos 10, 16 e voltar para a região dos contatos separáveis fechados 4 a partir do ar, de um lado, e do outro membro lateral ferromagnético 10 ou 16 no outro lado. Os magnetos permanentes 22, 24 são localizadas em uma primeira borda 11, 17 dos membros laterais ferromagnéticos 10, 16, respectivamente, distais dos contatos separáveis 4 . Uma extensão dos membros laterais ferromagnéticos 10, 16 em direção aos contatos separáveis 4 faz o campo magnético ser dirigido para o correspondente dos magnetos permanentes 22, 24. O ponto de zero magnético 60 (Figura 4) é localizado em torno de uma segunda borda oposta 61 dos membros laterais ferromagnéticos 10, 16, distai dos contatos separáveis 4. A segunda reversão de campo magnético 62 em torno das primeiras bordas 11, 17 dos membros laterais ferromagnéticos primeiro, 16 faz o arco formado entre os contatos separáveis 4 parar nas primeiras bordas 11 ou 17. O campo magnético é intensificado em torno de um lado dos contatos separáveis 4, distai da segunda borda oposta 61 dos membros laterais ferromagnéticos 10, 16 na posição fechada dos contatos separáveis 4 . O campo magnético faz o arco se mover em direção às placas divisoras de arco 28. [0032] O conceito inventivo emprega os magnetos permanentes relativamente pequenos 22, 24 nos respectivos membros laterais ferromagnéticos 10, 16 da calha de arco 8, formando duas câmaras de arco 30, 32, e emprega as placas divisoras de arco 28' que são não-magnét icas (Figura 6) ou placas divisoras de arco composto 28'' com a porção magnética intermediária 64 (Figura 7) para melhorar a magnitude e orientação do campo magnético que dirige o arco para as placas divisoras de arco 28, 28', 28''. A orientação de campo magnético melhorada faz o ponto zero de campo magnético e reversão de campo a se afastarem das calhas de arco 8, 8' e aumenta a magnitude do campo magnético perto dos contatos separáveis fechados 4 (Figura 1) (e.g., onde o arco inicia, quando os contatos inicialmente começam a se separar).

Isto permite que o campo magnético mova o arco em direção às placas divisoras de arco 28, 28', 28'', a despeito da direção de movimento de arco inicial. [0033] Os magnetos permanentes relativamente pequenos 22, 24 da Figura 1 fazem o campo magnético entrar em um dos membros laterais ferromagnéticos 10, 16, e voltar para a região de contato a partir do ar no lado esquerdo (com respeito à Figura 1) e dos membros laterais ferromagnéticos no lado direito (com respeito à Figura 1). Os magnetos permanentes 22, 24 são localizados nas bordas esquerdas 11, 17 (com respeito à Figura 1) dos membros laterais ferromagnéticos 10, 16. Portanto, os membros laterais ferromagnéticos 10, 16 se estendendo para a direita (com respeito à Figura 1) dirigem o campo magnético para os magnetos permanentes 22, 24 na esquerda (com respeito à Figura 1) e o zero magnético 60 é localizado quase na borda direita 61 (como na Figura 1) dos membros laterais ferromagnéticos 10, 16. Também há uma segunda reversão de campo magnético 62 (e.g., um loop de fluxo relativamente pequeno) nas bordas esquerdas 16 ou 17 (com respeito à Figura 1) dos magnetos permanentes 22 ou 24, respectivamente, que faze o arco parar naquela posição, e que mantém o arco nas placas divisoras de arco 28 para manter uma voltagem de arco alta para conseguir disjunção/ interrupção da corrente. [0034] O campo magnético intensificado fica perto do lado direito (com respeito à Figura 1) dos contatos separáveis fechados 4. O zero magnético 60 baixa a magnitude do campo magnético a zero, e inverte a direção do campo magnético para direita (com respeito à Figura 1) do zero magnético 60.

Portanto, se um arco se formar na borda direita (com respeito à Figura 3) dos contatos separáveis fechados 46, e o zero magnético 42 estiver próximo da borda direita (com respeito à Figura 3) dos contatos separáveis fechados 46 (tal como, como na configuração de magneto permanente relativamente grande da Figura 3), então o arco fica em um campo magnético de magnitude muito baixa, onde pode se mover radialmente (devido a outras forças, tal como pressão de gás, pressão de desgaseificação da isolação da parede, contaminação química nos contatos, condutores, ou isolação da parede) para direita (com respeito à Figura 3), e para uma região onde as forças de campo magnético fazem o arco a se mover para a direita se afastando das placas divisoras de arco 28 (com respeito as Figura 3) que é a direção errada) . A configuração de magneto permanente relativamente pequena da Figura 1 tem uma região muito grande entre a borda direita dos contatos separáveis fechados 4 e o zero magnético 60, onde o campo magnético move o arco para a esquerda (com respeito à Figura 1), em direção às placas divisoras de arco 28. [0035] A Figura 5 mostra uma representação de campo de análise de elemento finito magnético 66 para a calha de arco 8' da Figura 4B. A localização do ponto zero magnético 60 e linha de reversão de campo magnético 62 são deslocadas para direita, com respeito à Figura 3. [0036] A Figura 6 mostra uma vista em planta simplificada da calha de arco 8 da Figura 1, com os magnetos permanentes relativamente pequenos 22, 24 nos respectivos membros laterais ferromagnéticos 10, 16, e placas divisoras de arco não-magnéticas 28' (e.g., sem limitação, cobre, aço inoxidável) . A calha de arco 8 adicionalmente inclui um divisor isolante 68. As duas câmaras de arco 30, 32 são formadas pelo divisor eletricamente isolante 68 (e.g., um divisor de plástico intermediário relativamente fino), que divide o conjunto único 26 das placas divisoras de arco 28' em uma primeira câmara de arco 30 e segunda câmara de arco adjacente 32. Isto confina o arco na região onde o campo magnético é orientado de modo a reter o arco nas placas divisoras de arco 28'. Se for permitido que o arco se expanda ou se estenda através do centro das placas divisoras de arco 28', então, o arco experimenta uma força para esquerda (com respeito à Figura 6) se afastando das placas divisoras de arco 28' (com respeito à Figura 6), que é a direção errada. [0037] Um primeiro arco de polaridade 78 interage com o campo magnético 80 na Figura 6, para se mover em direção à placa divisora de arco 28' . Um segundo arco de polaridade oposta 78' interage com o campo magnético 80', para se mover em direção à placa divisora de arco 28' . [0038] As placas divisoras de arco 28' são feitas de material não-magnético (e.g., sem limitação, cobre, aço inoxidável não-magnético, tal como aço inoxidável austenitico) . Na Figura 6, não tem uma placa de aço vertical no centro das placas divisoras de arco 28' . Pode ser, por exemplo, um divisor eletricamente isolante 68, ou mesmo nenhum isolante. Os magnetos permanentes 22, 24 devem ser tão largos e grossos quanto possivel. A borda 23 dos magnetos permanentes 22, 24 voltada para os contatos separáveis 4 e o mecanismo operacional 6 (Figura 1) ficam preferivelmente em torno da parte média ou perto da parte traseira das placas divisoras de arco 28' . As placas divisoras de arco 28' têm uma primeira porção 29 voltada para os contatos separáveis 4 (Figura 1), uma segunda porção oposta 31, e uma porção intermediária 33 entre as primeira e segunda porções. A borda 23 dos magnetos permanentes 22, 24 voltada para os contatos separáveis 4 (Figura 1) é disposta entre a porção intermediária 33 e a segunda porção 31. [0039] A Figura 7 mostra uma vista em planta simplificada da calha de arco 8' da Figura 2B. Isto inclui magnetos permanentes relativamente pequenos 22, 24 dos membros laterais ferromagnéticos 10, 16 e a porção magnética intermediária 64 (e.g., sem limitação, de aço carbono) entre as duas porções de placa divisora de arco composto 70, 72 (e.g., sem limitação, um material não-magnético, cobre, aço inoxidável não-magnético) . A porção magnética intermediária 64 tem uma largura de cerca de 3 mm (e.g., dimensão vertical da Figura 7) . A porção magnética intermediária 64 e as duas porções de placa divisora de arco composto 70, 72 são acopladas (e.g., sem limitação, soldadas) ao longo de suas bordas 63, 65 da porção magnética intermediária 64. [0040] As Figuras 8 e 9 mostram outra calha de arco 8'' incluindo magnetos permanentes relativamente pequenos 22, 24 nos membros laterais ferromagnéticos 10, 16 e um terceiro magneto permanente 74 disposto em um membro traseiro ferromagnético 76, disposto entre os primeiro e segundo membros laterais ferromagnéticos 10, 16, e placas divisoras de arco composto 28' ' (Figura 7) . Os magnetos permanentes 22, 24, 74 e membros ferromagnéticos 10, 16, 76 são cobertos com uma isolação elétrica 34, para impedir a formação de um curto circuito na coluna de arco. A calha de arco 8'' contém um conjunto único de placas divisoras de arco composto 28" e é dividida em duas câmaras de arco 30, 32, formadas pelo divisor eletricamente isolante 68, que divide as placas divisoras de arco 28'' em uma primeira câmara de arco 30 e segunda câmara de arco adjacente 32. Alternativamente, o conjunto único de placas divisoras de arco 28' (Figura 6) pode ser empregado. O membro traseiro ferromagnético 76 é voltado para as duas câmaras de arco 30, 32. Um campo magnético a partir do terceiro magneto permanente 74 é orientado na mesma direção do campo magnético nos contatos separáveis 4 (Figura 1) na posição fechada dos mesmos.

Isto produz um campo magnético intensificado na área dos contatos separáveis fechados 4, e não havendo ponto zero de campo magnético. Por exemplo, sem limitação, a adição da porção magnética intermediária 64 entre as duas porções de placas divisoras de arco 70, 72 aumenta este efeito. [0041] A Figura 10 traz uma representação de campo magnético 80 para a calha de arco 8' ' das Figuras 8 e 9, exceto com respeito ao fato de serem empregadas placas de arco não-magnéticas 28' (Figura 2A). Aqui, não tem ponto zero de campo magnético e a reversão de campo magnético é disposta em uma posição atrás dos contatos separáveis 4 e distai das placas de arco. [0042] A Figura 11 traz uma representação de campo magnético 82 para a calha de arco 8'' das Figuras 8 e 9, incluindo placas divisoras de arco composto 28'' (Figura 7) .

Aqui, de novo, não tem zero magnético e reversão de campo magnético. Ademais, a magnitude do campo magnético é aumentada perto dos contatos separáveis fechados 4 (Figura 1). Isto melhora orientação do campo magnético, que dirige o arco para uma das duas câmaras de arco 30, 32 (Figura 9), dependendo da direção da corrente, e divide o arco. [0043] Conquanto as configurações especificas do conceito inventivo tenham sido descritas em detalhes, aqueles habilitados na técnica deverão apreciar que várias modificações e alternativas àqueles detalhes poderão ser desenvolvidas à luz dos ensinamentos globais constantes na presente invenção. Por conseguinte, os particulares arranjos providos têm um caráter meramente ilustrativo e não limitam o escopo do conceito inventivo, que será dado em sua total abrangência pelas reivindicações anexas e em qualquer e todos seus equivalentes.

Claims

1. Aparelho disjuntor elétrico, para chaveamento de uma corrente continua bi-direcional, caracterizado pelo fato de compreender: - contatos separáveis (4); - um mecanismo operacional (6), estruturado para abrir/fechar os citados contatos separáveis; e - uma calha de arco (8) compreendendo: - um primeiro membro lateral ferromagnético (10), tendo um primeiro lado (12) e um segundo lado oposto (14); - um segundo membro lateral ferromagnético (16), tendo um primeiro lado (18) e um segundo lado oposto (20), o primeiro lado do citado segundo membro lateral ferromagnético sendo voltado para o primeiro lado do citado primeiro membro lateral ferromagnético, - um primeiro magneto permanente (22), disposto no primeiro lado do citado primeiro membro lateral ferromagnético, - um segundo magneto permanente (24), disposto no primeiro lado do citado segundo membro lateral ferromagnético, e - um conjunto único (26) de uma pluralidade de placas divisoras de arco (28), disposto entre os citados primeiro e segundo magnetos permanentes, - sendo que os citados primeiro e segundo magnetos permanentes têm um tamanho substancialmente menor que cada um dos citados primeiro e segundo membros laterais ferromagnético; - sendo que a citada calha de arco é dividida em duas câmaras de arco (30, 32), e - sendo que cada uma das duas câmaras de arco é para a correspondente direção do fluxo de corrente continua através dos citados contatos separáveis.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os citados primeiro e segundo magnetos permanentes e os citados primeiro e segundo membros laterais ferromagnéticos serem cobertos com uma isolação elétrica (34) .

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a citada calha de arco adicionalmente compreender um divisor isolante (68); e de as duas câmaras de arco serem formadas pelo divisor isolante, e dividirem as citadas placas divisoras em um primeira câmara de arco (30) e segunda câmara de arco adjacente (32), das citadas duas câmaras de arco.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as citadas placas divisoras de arco (28') serem feitas de um material não-magnético.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o citado material não-magnético ser selecionado de grupo consistindo de cobre e aço inoxidável não-magnético.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada uma das citadas placas divisoras de arco incluir duas porções de placa divisora de arco composto (70, 72) e uma porção magnética intermediária (64) entre elas.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a porção magnética intermediária ser feita de aço carbono, e de as citadas porções de placa divisora de arco composto serem feitas de um material não-magnético, selecionado do grupo consistindo de cobre e de um aço inoxidável não-magnético.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de a citada porção magnética intermediária ter uma largura de cerca de 3 mm.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de a citada porção magnética intermediária e as citadas duas porções de placa divisora serem acopladas entre si ao longo de bordas (63, 65) da citada porção magnética intermediária.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a citada calha de arco (8'') adicionalmente compreender um membro traseiro ferromagnético, disposto entre os citados primeiro e segundo membros laterais ferromagnéticos, e um terceiro magneto permanente (74) disposto no citado membro traseiro ferromagnético voltado para as citadas duas câmaras de arco; e de um campo magnético a partir do citado magneto permanente ser orientado na mesma direção do campo magnético nos citados contatos separáveis na posição fechada dos mesmos.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o citado terceiro magneto permanente e os citados primeiro e segundo magnetos permanentes cooperarem para intensificar o campo magnético nos citados contatos separáveis na posição fechada, e de o citado campo magnético nos citados contatos separáveis não formar um ponto zero de campo magnético atrás dos citados contatos separáveis, e distai das citadas placas divisoras de arco.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o citado terceiro magneto permanente e os citados primeiro e segundo magnetos permanentes serem cobertos com uma isolação elétrica (34).

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de cada uma das placas divisoras de arco incluir duas porções de placa divisora de arco composto,(70, 72), e uma porção magnética intermediária entre elas ( 64) .

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de um ponto zero magnético (60) e reversão de campo magnético (62) serem dispostos separados dos citados contatos separáveis na posição fechada dos mesmos, e dispostos adicionalmente separados da citada calha de arco.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os citados contatos separáveis incluirem uma estrutura única de disjunção de contato (4).

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de as citadas placas divisoras de arco terem uma primeira porção (29) voltada para os citados contatos separáveis, uma segunda porção oposta (31), e uma porção intermediária (33) entre as citadas primeira e segunda porções; e de uma borda (23) dos citados primeiro e segundo magnetos permanentes, em cada um dos primeiro e segundo membros laterais ferromagnéticos voltados para os citados contatos separáveis, ser disposta entre a citada porção intermediária e a citada segunda porção.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os citados primeiro e segundo magnetos permanentes formarem um campo magnético e forçarem um ponto zero (60) de campo magnético e reversão de campo magnético (62) a se afastarem da citada calha de arco, e aumentarem a magnitude do campo magnético próximo dos citados contatos separáveis na posição fechada dos mesmos.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os citados primeiro e segundo magnetos permanentes formarem um campo magnético que traz um arco formado entre os citados contatos separáveis, quando os citados contatos separáveis passam da posição fechada para uma posição aberta, em direção às citadas placas divisoras de arco, a despeito da direção inicial de movimento do citado arco.

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de: - os citados primeiro e segundo magnetos permanentes formarem um campo magnético, e serem estruturados para fazer o campo magnético entrar em um dos citados primeiro e segundo membros laterais ferromagnéticos e voltar para uma região dos citados contatos separáveis, na posição fechada dos mesmos, a partir do ar de um lado, e do outro dos citados primeiro e segundo membros laterais ferromagnéticos no outro lado; - os citados primeiro e segundo magnetos permanentes serem localizados em uma primeira borda (11, 17) dos citados membros laterais ferromagnéticos distais dos citados contatos separáveis; - uma extensão dos citados primeiro e segundo membros laterais ferromagnéticos, dirigida para os citados contatos separáveis, dirigir o campo magnético para o correspondente dos citados primeiro e segundo magnetos permanentes; um ponto zero magnético (60) ser localizado em torno de uma segunda borda oposta (61) dos citados primeiro e segundo membros laterais ferromagnéticos, distai dos citados contatos separáveis; - uma reversão de campo magnético (62) em torno de primeira borda dos citados primeiro e segundo membros laterais ferromagnéticos fazer um arco formado entre os citados contatos separáveis parar na citada primeira borda; - o campo magnético ser intensificado em torno de um lado dos citados contatos separáveis, distai da segunda borda oposta dos primeiro e segundo membros laterais ferromagnéticos na posição fechada dos citados contatos separáveis; e - onde o campo magnético fazer o arco se mover em direção às citadas placas divisoras.