BR112013004703B1

BR112013004703B1 - Dispositivo de bastidor remoto portátil para um disjuntor

Info

Publication number: BR112013004703B1
Application number: BR112013004703-8A
Authority: BR
Inventors: Henry J. Zylstra; Jesil Pujara; Gary A. Volesky; Robert F. Dvorak
Original assignee: Schneider Electric USA, Inc.
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2020-02-18
Also published as: CN103069675B; WO2012030592A3; CA2808402C; BR112013004703A2; CA2808402A1; EP2612408B1; WO2012030592A2; CN103069675A; US20120055765A1; EP2612408A2; MX2013002015A; US8395065B2

Abstract

dispositivo de bastidor remoto portátil para um disjuntor. trata-se de um dispositivo de bastidor remoto portátil que é controlado por um controle remoto. o dispositivo de bastidor remoto inclui um propulsor que se encaixa em um orifício de acesso à manivela correspondente formado em um painel frontal de um suporte que aloja um disjuntor instalado em um distribuidor. o propulsor gira um mecanismo dentro do suporte que faz com que o disjuntor seja inserido ou extraído do distribuidor. o dispositivo de bastidor remoto inclui um pino atuador que fica em contiguidade a um braço de botão correspondente que se projeta através do painel frontal. o controle remoto inclui um controle para pressionar o braço de botão e outro controle para fazer com que um motor gire o propulsor. o pino atuador detecta quando o braço de botão salta para fora do painel, e um circuito no dispositivo de bastidor remoto inverte brevemente o motor de modo a conduzi-lo e o disjuntor a uma parada repentina, evitando que as ligações mecânicas do mecanismo se travem ou se tornem danificadas e evitando um torque excessivo do motor.

Description

“DISPOSITIVO DE BASTIDOR REMOTO PORTÁTIL PARA UM DISJUNTOR” CAMPO DA INVENÇÃO

A presente revelação refere-se a sistemas de bastidor remoto para um equipamento elétrico de distribuição/comutação, e, mais particularmente, a um dispositivo de bastidor remoto portátil dotado de um dispositivo de controle remoto para inserir ou extrair um disjuntor do equipamento elétrico de distribuição/comutação.

ANTECEDENTES

O equipamento elétrico de distribuição/comutação (algumas vezes denominado como distribuidor ou comutador) aloja disjuntores muito grandes e pesados que protegem cargas que podem consumir milhares de ampères de corrente. O procedimento para ligar ou desligar as conexões elétricas dentro do equipamento elétrico entre conectores primários de transferência de corrente no disjuntor e os conectores correspondentes no distribuidor é referido como bastidor. O bastidor de tais disjuntores de alta capacidade consiste em um procedimento com riscos de pessoal à segurança do operador. Sempre existe uma possibilidade de que ocorra uma explosão devido a uma falha na criação de um flash em arco, causando lesões significativas, incluindo queimaduras, ou até mesmo a morte do operador. Os sistemas de bastidor existentes requerem que o operador insira uma manivela manual denominada como cabo de bastidor em um painel de um suporte ou envoltório que aloja o disjuntor inserir e extrair um disjuntor do distribuidor/comutador. Isto coloca o operador bem a frente do envoltório do disjuntor. Outros sistemas de bastidor existentes usam uma plataforma com rodas que é posicionada a frente do disjuntor. Um dispositivo de bastidor é colocado sobre a plataforma com rodas e se acopla mecanicamente a um parafuso de controle no distribuidor, que é manivelado pelo dispositivo de bastidor.

Um disjuntor pode ser inserido ou extraído do distribuidor dentre várias posições, incluindo posições de conexão, teste e desconexão. Quando o disjuntor for deslocado de uma posição para outra (por exemplo, de uma posição desconectada para uma posição de teste), um sistema de segurança no distribuidor tipicamente que evita uma operação de bastidor adicional seja realizada até que o operador sinalize de modo afirmativo uma intenção de realizar a próxima operação de bastidor (por exemplo, a partir da posição de teste para uma posição conectada). Em alguns sistemas, o operador deve pressionar um botão de parada/liberação para realizar a próxima operação de bastidor. Este botão é acessível a partir do painel frontal do distribuidor, que coloca o operador em estrita proximidade ao distribuidor e dentro da faixa de uma explosão de flash em arco nociva e potencialmente fatal. Permitir que o operador realize várias operações de bastidor enquanto mantém uma distância segura a partir do disjuntor é desejável.

BREVE SUMÁRIO

Esta revelação apresenta, dentre outras coisas, um sistema de bastidor remoto que

2/12 permite que um operador insira e extraia um disjuntor seguramente de um distribuidor. Um distribuidor é um grande envoltório de metal que aloja múltiplos disjuntores que protegem cargas que transmitem níveis muito altos de corrente. Estes disjuntores são bastante pesados e volumosos, muito maiores que aqueles tipicamente encontrados em casas residenciais. Alguns desses disjuntores podem pesar mais de 45,4 kg (100 libras). Cada disjuntor é alojado dentro de um suporte, que é o próprio envoltório, tipicamente composto por metal, que tem um painel acessível a partir de uma parte frontal do disjuntor. Dentro do suporte encontra-se um mecanismo que permite que o operador “insira e extraia” ou deslize o disjuntor pesado do distribuidor. Esta operação é tipicamente realizada por uma manivela manual que é introduzida em um orifício no painel frontal, e, então, girada pelo operador, que opera o mecanismo para deslizar o disjuntor para dentro e para fora do distribuidor. Como uma medica de segurança adicional, o operador também é solicitado a comprimir um braço de botão (também denominado como botão de parada/liberação) que se projeta através do painel frontal antes de girar a manivela. O suporte também aloja os conectores elétricos primários que, sucessivamente, são conectados aos conectores primários do distribuidor. Na parte traseira do disjuntor encontram-se conectores elétricos que se conectam a conectores elétricos correspondentes no suporte dentro do distribuidor, conectando, assim, o disjuntor entre uma fonte de energia e uma carga a ser protegida.

A operação de bastidor, conforme é denominada, garante que conexões e desconexões confiáveis sejam produzidas entre os conectores elétricos no disjuntor e os conectores correspondentes no suporte dentro do distribuidor. Com a finalidade de realizar uma operação de bastidor, o operador anexa e, então, trava em posição um dispositivo de bastidor remoto à parte frontal do painel do suporte. O dispositivo de bastidor remoto tem um eixo de transmissão carregado por mola que entre no orifício onde a manivela manual é normalmente introduzida e um pino atuador que sobre contra o braço de botão protuberante no painel do suporte. O dispositivo de bastidor remoto é conectado a um dispositivo de controle remoto por um cabo elétrico que é longo o suficiente para permitir que o operador opere o dispositivo de bastidor remoto a uma distância segura afastada do disjuntor. O dispositivo de controle remoto inclui uma série de botões ou interruptores que podem controlar a operação do dispositivo de bastidor remoto, que, sucessivamente, opera no mecanismo de suporte dentro do suporte para fazer com que o disjuntor seja inserido ou extraído do suporte no distribuidor.

Para iniciar uma operação de bastidor, o operador comprime um botão ou interruptor no dispositivo de controle remoto que faz com que o pino atuador comprima o braço de botão do mecanismo de suporte, simulando, assim, a ação manual pelo operador que normalmente usaria um dedo para comprimir o braço de botão. Então, o operador aperta outro botão ou interruptor no dispositivo de controle remoto para iniciar uma operação

3/12 de bastidor. Um sinal é enviado pelo cabo elétrico até o dispositivo de bastidor remoto, que começa a girar o motor em uma direção indicada pelo operador através do dispositivo de controle remoto. O motor gira o propulsor, que manivela o mecanismo de suporte, fazendo com que o disjuntor seja inserido ou extraído do distribuidor. Quando o mecanismo dentro do suporte alcançar a próxima posição de parada, o braço de botão salta para fora, que empurra o pino atuador no dispositivo de bastidor remoto de volta ao dispositivo de bastidor remoto, engatando um interruptor que envia um sinal de entrada a um circuito dentro do dispositivo de bastidor remoto. Quando o circuito receber este sinal de entrada, ele produz um sinal de saída sob a forma de um pulso elétrico que faz com que o motor pare e brevemente invertido, levando o motor e o disjuntor adjacente a uma parada repentina. Isto impede que a ligação mecânica do mecanismo de suporte dentro do distribuidor seja travada e também evita danos ao mecanismo de suporte dentro do distribuidor. Normalmente, o motor, que é conectado a uma carga pesada, tem uma inércia que deseja continuar a aplicar energia rotacional mesmo após a energia ser removida. Invertendo-se o motor brevemente quando o braço de botão saltar para fora, esta inércia pode ser superada, acionando-se efetivamente os freios no motor e o movimento correspondente do disjuntor.

Estes e outros aspectos e modalidades da presente revelação se tornarão aparentes aos indivíduos com conhecimento comum na técnica tendo em vista a descrição detalhada de várias modalidades e/ou aspectos, que é realizada com referência aos desenhos, fornece-se a seguir uma breve descrição destes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Estas e outras vantagens da invenção se tornarão aparentes mediante a leitura da descrição detalhada a seguir e mediante a referência aos desenhos.

A Figura 1A é uma vista em perspectiva explodida de um disjuntor instalado em um suporte dentro de um distribuidor elétrico e um dispositivo de bastidor remoto conectado a um dispositivo de controle remoto;

A Figura 1B é uma vista em perspectiva aproximada do painel do suporte do disjuntor mostrado na Figura 1A posicionado para receber membros correspondentes do dispositivo de bastidor remoto mostrado na Figura 1A;

A Figura 2 é uma vista em perspectiva de parte do dispositivo de bastidor remoto que mostra um propulsor protuberante e um pino atuador;

A Figura 3A é uma vista em perspectiva frontal em corte parcial de um guia atuador e pino atuador em relação a um dispositivo de captação, a um membro giratório, e a um solenóide;

A Figura 3B ilustra o pino atuador mostrado na Figura 3A em uma posição retraída em relação à carcaça do dispositivo de bastidor remoto;

A Figura 3C ilustra o pino atuador mostrado na Figura 3A em uma posição

4/12 estendida em relação à carcaça do dispositivo de bastidor remoto;

A Figura 4A é uma vista em perspectiva traseira em corte parcial de parte do dispositivo de bastidor remoto que mostra a interação do pino atuador e do braço de botão a partir do suporte do disjuntor quando o braço de botão estiver na posição liberada;

A Figura 4B ilustra o braço de botão da Figura 4A na posição parada e na posição relativa do pino atuador e de um elemento de alavanca do dispositivo de captação;

A Figura 5A ilustra um mecanismo de travamento para travar o dispositivo de bastidor remoto em posição uma vez fixado ao suporte;

A Figura 5B ilustra o mecanismo de travamento para manter o dispositivo de bastidor remoto em posição sobre o painel do suporte do disjuntor; e

A Figura 6 é um diagrama de ligações do circuito de circuitos exemplificadores no dispositivo de bastidor remoto e no dispositivo de controle remoto e seus componentes eletrônicos associados.

Embora a presente revelação seja suscetível a várias modificações e formas alternativas, as modalidades específicas foram mostradas a título de exemplos nos desenhos e serão descrias em detalhes no presente documento. No entanto, deve-se compreender que a presente revelação não se destina a ser limitada às formas particulares reveladas. De preferência, a presente revelação deve abranger todas as modificações, equivalentes, e alternativas enquadradas no espírito e escopo da invenção conforme definido pelas reivindicações em anexo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A Figura 1A é uma vista em perspectiva de um disjuntor 100 alojado dentro de um suporte ou envoltório 102 para uso em um equipamento de distribuidor elétrico (ou distribuidor/comutador) 104 e um sistema de bastidor remoto 106. O distribuidor/comutador 104 pode ter um regime de tensão alta, média ou baixa conforme definido pelo American National Standards Institute (ANSI) ou pode se referir como um a “comutador” conforme definido no Underwriters Laboratory Standard UL891. Os termos distribuidor e comutador são referidos de modo intercambiável e simultâneo e podem se referir ao mesmo dispositivo. Um exemplo não-limitante de um disjuntor adequado 100 para uso em conexão aos aspectos da presente revelação é o disjuntor MASTERPACT® disponível junto a Schneider Electric. O sistema de bastidor remoto 106 inclui um dispositivo de bastidor remoto portátil 108 e um dispositivo de controle remoto 110, que não estão desenhos em escala na Figura 1A, mas podem, de preferência, ser ampliados para facilidade de ilustração. O suporte 102 inclui um painel frontal 112 que seja acessível a partir de uma parte frontal do distribuidor 104. Um cabo elétrico 114 conecta o dispositivo de bastidor remoto 108 ao dispositivo de controle remoto 110. De modo convencional, o cabo elétrico 114 inclui múltiplos fios isolados uns dos outros, transmitindo energia, controle, dados, ou outros sinais elétricos entre o

5/12 dispositivo de bastidor remoto 108 e o dispositivo de controle remoto 110. O dispositivo de controle remoto 110 inclui uma carcaça 116 e múltiplos controles 118, tais como interruptores, e indicadores 120, tais como diodos emissores de luz, por exemplo.

O disjuntor 100 é instalado no distribuidor 104 e pode ser inserido ou extraído do distribuidor 104 dentre pelo menos duas, tipicamente três posições de bastidor. Os detalhes dos componentes convencionais incluindo o mecanismo de suporte envolvido nesta operação de bastidor não são necessários para a presente revelação; no entanto, detalhes exemplificadores podem ser encontrados na Patente U.S. No. 6.160.229, que se encontra aqui incorporada em sua totalidade a título de referência. Estes componentes são alojados dentro do suporte 102, e fazem com que o disjuntor 100 seja deslocado dentre múltiplas posições de bastidor, tais como as posições de Desconexão, Teste, e Conexão. A posição de desconexão às vezes é referida como a posição de “remoção” porque o disjuntor 100 pode ser seguramente removido do distribuidor 104, e os condutores elétricos do disjuntor 100 que foram desconectados das barras coletoras correspondentes no distribuidor 104. Na posição conectada, os condutores elétricos do disjuntor 100 são conectados a barras coletoras do distribuidor 104, permitindo que uma corrente flua entre uma fonte de energia, através do disjuntor 100, e até uma ou mais cargas protegidas pelo disjuntor 100. Na posição de teste, os condutores elétricos não são fisicamente conectados a barras coletoras do distribuidor 104, porém, outros conectores elétricos no disjuntor 100 podem ser conectados a conectores correspondentes no distribuidor 104 para testar várias funcionalidades ou recursos do disjuntor 100.

O painel frontal 112 do suporte 102 inclui um orifício de acesso à manivela 124 e um braço de botão 126 (também referido como um botão de parada/liberação) que se projeta através do painel frontal 112. O braço de botão 126 é parte de um atuador de detenção de manivela convencional, que tem obstáculos mecânicos convencionalmente formados em pontos predeterminados ao longo de seu comprimento (vide a Figura 4A) para permitir que o braço de botão 126 salte para fora do painel 112 à medida que o parafuso de controle no mecanismo de suporte alcança cada posição de bastidor. O painel frontal 112 também inclui um orifício de armazenamento de cabo da manivela manual 128, que será usado pelo dispositivo de bastidor remoto 108 para suportar e pelos suportes 130a,b (Figura 5A) para travar o dispositivo de bastidor remoto 108 em posição. O painel frontal 112 inclui, ainda, um indicador de posição manual 132, que indica a posição de bastidor do disjuntor 100. Alternativamente, os suportes 130a,b podem ser formados em uma placa de montagem (não mostrada) que é fixada ao painel 112 por parafusos, ou algo do gênero, para aperfeiçoar os suportes existentes desprovidos de suportes 130a,b.

O dispositivo de bastidor remoto 108 inclui uma carcaça 122, um eixo de transmissão separável 200 (Figura 2) que se estende afastando-se da carcaça 122 e

6/12 configurado para que seja recebido pelo orifício de acesso à manivela 124 (Figura 1B) no painel frontal 112 do suporte 102 quando o dispositivo de bastidor remoto 108 for posicionado sobre o painel frontal 112. O dispositivo de bastidor remoto 108 inclui, ainda, um pino atuador 300 (Figura 3A) estendendo-se através da carcaça 122 e posicionado de modo que se mova junto ao braço de botão 126 que se projeta através do painel 112 (Figura 4A). O dispositivo de bastidor remoto inclui um dispositivo de captação 202 (Figura 2, 3A), tal como um micro-interruptor, dentro da carcaça 122. O dispositivo de captação 202 é configurado para, quando o pino atuador 300 for movido pelo braço de botão 126 que realiza uma transição a partir de uma posição liberada para uma posição parada, produzir um sinal indicativo da posição do braço de botão. Por exemplo, quando o disjuntor 100 alcançar a próxima posição de bastidor, o braço de botão 126 salta para fora (em relação ao painel frontal 122), colocando-o na posição parada. Para iniciar a próxima operação de bastidor, o braço de botão 126 deve ser pressionado (em relação ao painel frontal 122) para colocá-lo na posição liberada.

O dispositivo de bastidor remoto 108 inclui um motor 204 (Figura 2) que é operacionalmente acoplado ao propulsor 200 para fazer com que o propulsor 200 gire dentro do orifício de acesso à manivela 124. Dentro do orifício de acesso à manivela 124 encontra-se, de modo convencional, um parafuso de controle, que quando girado, faz com que o disjuntor 100 seja deslocado a partir de uma posição de bastidor em direção à outra posição de bastidor. Detalhes desta operação podem ser encontrados na Patente U.S. No. 6.160.229, mencionada anteriormente. O dispositivo de bastidor remoto 108 inclui um circuito 600 (Figura 6) que recebe o sinal a partir do dispositivo de captação 202 (Figura 2) enquanto o motor 204 estiver girando em uma direção adiante (por exemplo, em sentido horário) ou em uma direção inversa (por exemplo, em sentido anti-horário). Quando o sinal indicar que o braço de botão 126 se encontra na posição parada, o circuito 600 produz um sinal de saída 602 (Figura 6) que faz com que um pulso elétrico em uma direção inversa ao motor 204 suprima o acionamento excessivo do motor 204, e um travamento de ligação mecânica associada, durante uma operação de bastidor do disjuntor 100. O sinal de saída 602 tem uma duração predeterminada que é selecionada para superar uma inércia do motor 204 tendo uma carga correspondente ao disjuntor 100 (que pode pesar centenas de quilos) e colocar o motor 204 em uma parada repentina de tal modo que o acionamento excessivo do motor 204 seja suprimido ou evitado. À medida que o motor 204 estiver girando em uma direção adiante ou inversa (dependendo da operação de bastidor desejada) sob uma carga pesada correspondente ao disjuntor 100, o mesmo tem uma inércia de tal modo que quando o motor 204 for instruído a parar, a inércia fará com que a carga (isto é, o disjuntor 100) continue a se mover na direção na qual ele estava se deslocando mesmo após o motor 204 ser desenergizado. Quando isto ocorrer, podem ocorrer danos ao mecanismo de suporte ou

7/12 o mecanismo de suporte pode se tornar travado ou o motor 204 pode ter seu toque indesejavelmente excedido.

Com o intuito de evitar ou minimizar estas condições indesejáveis, a presente revelação propõe inverter a direção do motor 204 ao longo de uma duração predeterminada ou tempo suficiente para frear o motor 204 repentinamente, e inverter sua direção ligeiramente, tal como por alguns graus, por exemplo, 2 a 5 graus. Por exemplo, quando o disjuntor 100 for um disjuntor MASTERPACT® disponível junto a Schneider Electric, descobriu-se que uma duração de pulso de 55 milissegundos na qual a direção do motor 204 é invertida é suficiente para frear o motor 204 e evitar danos ou travamento do mecanismo de suporte. A duração do sinal de saída 602 pode ser determinada como uma função de qualquer um ou mais entre o torque do motor 204, o peso da carga anexada ao motor 204, e o ângulo de rotação do motor 204, por exemplo.

Conforme mencionado anteriormente, o sistema de bastidor remoto 106 também inclui o dispositivo de controle remoto 110, que é comunicativamente acoplado e fisicamente separado por uma distância a partir do dispositivo de bastidor remoto 108. Esta distância é selecionada de tal modo que o operador que estiver operando o dispositivo de controle remoto 110 fica localizado a uma distância segura, ta como 9,14 metros (30 pés), afastado do disjuntor 100 enquanto realiza uma operação de bastidor. O dispositivo de controle remoto 106 inclui uma montagem de interruptor (também referida como um interruptor de direção do motor) 118a (Figura 6), que faz parte dos controles 118 acessíveis a partir da carcaça 116 do dispositivo de controle remoto 110. A montagem de interruptor 118a recebe o sinal de saída 602 a partir do circuito 600. O operador usa a montagem de interruptor 118a para fazer com que o propulsor 200 gire em uma direção adiante ou inversa como uma função de uma posição da montagem de interruptor 118a. O dispositivo de controle remoto 110 também inclui um controle 118b que, quando acionado, faz com que o braço de botão 126 realize uma transição a partir da posição parada até a posição liberada. Por exemplo, o controle 118b pode ser um interruptor solenóide que quando acionado faz com que o braço de botão 126 seja pressionado (em relação ao painel frontal 112), alterando a posição do braço de botão 126 a partir da posição parada até a posição liberada. Detalhes de como o controle 118b é operável para alterar a posição do braço de botão 126 serão descritos em maiores detalhes mais adiante, particularmente em conexão à Figura 6. Evita-se, mecanicamente, que o propulsor 200 insira e extraia o disjuntor 100 do distribuidor 104 quando o braço de botão 126 estiver na posição parada. Em contrapartida, o propulsor 200 é mecanicamente operável ou permitido deslocar o disjuntor 100 dentre várias posições de bastidor quando o braço de botão 126 estiver na posição liberada “pressionada” até que o braço de botão 126 realize uma transição para a posição parada “saltada para fora”.

Muito embora o dispositivo de bastidor remoto 108 seja comunicativamente

8/12 acoplado ao dispositivo de controle remoto 110 pelo cabo elétrico 114, alternativamente, o dispositivo de bastidor remoto 108 pode ser acoplado sem fio ao dispositivo de controle remoto 110, utilizando-se qualquer protocolo sem fio convencional que permita que o operador esteja a uma distância segura, tal como pelo menos 9,14 metros (30 pés), afastado do disjuntor 100 enquanto realiza uma operação de bastidor.

Conforme mostrado na Figura 2, o dispositivo de bastidor remoto 108 inclui um solenóide 206 tendo um embolo 208 (visto mais claramente nas Figuras 3A-3C). Um membro giratório 302 (Figura 3A), tal como um cotovelo, é mecanicamente acoplado entre o pino atuador 300 e o êmbolo 208 do solenóide 206. Quando o solenóide 206 for acionado, o êmbolo 208 se move de modo a fazer com que o membro giratório 302 gire, empurrando-se, assim, o pino atuador 300 afastando-se da carcaça 122 na direção da seta B, que faz com que o braço de botão 126 realize uma transição a partir da posição parada até a posição liberada (compare a Figura 3B à Figura 3C). O dispositivo de captação 202 (visto na Figura 3A) é posicionado em uma trajetória de movimento (indicada pela seta A na Figura 3B) do pino atuador 300 de tal modo que um elemento de articulação 304 do dispositivo de captação 202 comute entre uma posição aberta e uma posição fechada quando o pino atuador 300 engatar o elemento de articulação 304.

O dispositivo de bastidor remoto 108 inclui um guia atuador 210 (Figura 2) que se projeta através da carcaça 122 e configurado para cobrir o braço de botão 126 (vide a Figura 4A) quando o dispositivo de bastidor remoto 108 for mecanicamente acoplado ao suporte 102. O dispositivo de bastidor remoto 108 é mecanicamente acoplado ao suporte 102 (e, desse modo, ao distribuidor 104) por ao menos um membro de suporte 212 (Figura 2) que se projeta através da carcaça 122 do dispositivo de bastidor remoto 108. O dispositivo de bastidor remoto 108 também é mecanicamente acoplado ao suporte 102 por um guia de suporte 216 que se estende no orifício de armazenamento do cabo da manivela 128 formado no painel 112 do suporte 102 que aloja o disjuntor 100. O membro 212 inclui um pino 214 inserido em uma extremidade do mesmo conforme mostrado na Figura 2, sendo que o pino 214 é recebido de modo seguro nos suportes do dispositivo de bastidor 130a,b para travar o dispositivo de bastidor remoto 108 em posição em relação ao suporte 102 enquanto as operações de bastidor estiverem sendo realizadas (Figuras 5A-5B).

Para montar ou acoplar mecanicamente o dispositivo de bastidor remoto 108 no painel 112 do suporte 102, o operador primeiramente instala o propulsor separável 200 e, então, alinha qualquer um ou mais entre o guia de suporte 216, o propulsor 200, ou o guia atuador 210 com o orifício correspondente 128, o orifício de acesso à manivela 124, ou sobre o braço de botão 126 no painel 112, tal como conforme mostrado pelas linhas tracejadas nas Figuras 1A e 1B. Quando montado, o dispositivo de bastidor remoto 108 é nivelado em relação ao painel 112. Uma vez que o guia de suporte 216 for recebido no

9/12 orifício 128 e o propulsor 200 for recebido no orifício de acesso à manivela 124, o operador torce um cano 134 mecanicamente acoplado ao pino 214 para girar o pino 214 conforme mostrado na Figura 5A até que o pino 214 seja recebido de modo seguro entre os suportes 130a,b. Esses suportes do dispositivo de bastidor 130a,b assim como o guia de suporte 216 ajudam a carregar o peso do dispositivo de bastidor remoto 108 quando o mesmo estiver em contiguidade com o suporte 102. O operador conecta o cabo elétrico 114 entre o dispositivo de bastidor remoto 108 e o dispositivo de controle remoto 110.

Inicialmente, quando o disjuntor 100 for montado no distribuidor 104, o braço de botão 126 se encontra em uma posição “saltada para fora”, que representa a posição parada. Mesmo se uma manivela manual (não mostrada) for inserida no orifício de acesso à manivela 124, o operador será mecanicamente impedido de girar a manivela e, desse modo, deslocar o disjuntor 100 no distribuidor 104. Nesta configuração inicial, o disjuntor 100 se encontra na posição de bastidor de desconexão. Para iniciar uma operação de bastidor, por exemplo, a partir da posição de desconexão até a posição de teste, o braço de botão 126 precisa ser alterado de sua posição original “saltada para fora” ou estendida (representando a posição parada) até a posição “pressionada para dentro” ou comprimida correspondente à posição liberada. Neste sentido, o operador ativa o controle 118b no dispositivo de controle remoto 110 (a uma distância segura afastada do disjuntor 100), que faz com que o solenóide 206 puxe o êmbolo 208 na direção da seta C mostrada na Figura 3C, que gira um cotovelo 302 em uma direção em sentido anti-horário, que, sucessivamente, faz com que o pino atuador 300 se estenda afastando-se da carcaça 122 na direção da seta B, que é oposta à direção da seta C. O pino atuador 300 é empurrado contra o braço de botão 126, empurrando-o para a posição liberada (vide a Figura 4A).

O operador ativa o interruptor de direção do motor 118a para indicar se gira o motor 204 em uma direção adiante (por exemplo, em sentido horário) (de tal modo que o disjuntor 100 seja inserido no distribuidor 104 em uma posição de conexão, referida como inserção) ou em uma direção inversa (de tal modo que o disjuntor 100 seja extraído do distribuidor 104 em uma posição de desconexão, referida como extração). Neste exemplo, o operador coloca o interruptor de direção do motor 118a na posição adiante e ativa um interruptor de funcionamento do motor 118d no dispositivo de controle remoto 110. Conforme se pode observar a partir da Figura 6, fechar o interruptor de funcionamento do motor 118d, que conecta um suprimento de energia 604 a um relé dianteiro 614, que se fecha para permitir que o suprimento de energia 604 funcione o motor 204 em uma direção que faça com que o disjuntor 100 comece a se mover a partir da posição de desconexão até uma posição de teste. Quando o disjuntor 100 alcançar a posição de teste, o mecanismo de suporte faz com que o braço de botão 126 “salte para fora” a partir de sua posição liberada até a posição parada, tal como conforme mostrado nas Figuras 4A e 4B. Isto dispara uma sequência de

10/12 ações mecânicas e elétricas. Em termos mecânicos, o braço de botão 126 pressiona o pino atuador 300 na carcaça 122, tal como mostrado na Figura 4B, até que o pino atuador 300 ative o elemento de articulação 304 do dispositivo de captação 202, que fecha um circuito mostrado na Figura 6 aplicando-se um sinal ao longo da linha de entrada 616, disparando as ações elétricas.

Referindo-se à Figura 6, descreve-se uma breve explicação dos componentes elétricos, seguida por procedimentos exemplificadores para realizar as operações de bastidor que usam o dispositivo de controle remoto 110 e o dispositivo de bastidor remoto 108. A Figura 6 é um diagrama de ligações exemplificador que mostra vários componentes elétricos e eletromecânicos no dispositivo de bastidor remoto 108 e no dispositivo de controle remoto 110, que são conectados juntos pelos conectores elétricos correspondentes no cabo 114. Na Figura 6, os termos ou abreviações significam o seguinte: “REM” se refere a remoto, “OT” se refere a torque excessivo, LED se refere a diodo emissor de luz, RL se refere a relé, REV se refere a reverso, FWD se refere a adiante, RDY se refere a prontidão, SPLY se refere a suprimento, VDC se refere a volts de corrente direta, CKT se refere a circuito, e PWR se refere a energia. Referindo-se ao circuito do dispositivo de bastidor remoto 108, os componentes mostrados no dispositivo de bastidor remoto 108 podem ser dispostos em uma ou mais placas de circuito impresso. Um suprimento de energia 604, tal como um suprimento de 24VDC, fornece energia aos componentes no dispositivo de bastidor remoto 108 e no dispositivo de controle remoto 110. Alternativamente, o dispositivo de controle remoto 110 pode ter sua própria fonte de energia independente do suprimento d_e energia 604. O suprimento de energia 604 deriva seu suprimento de 24VDC a partir de um módulo de entrada de energia 606, que é conectado a uma linha de corrente alternada (AC) de 120V ou 240V. Esta linha de suprimento pode ser independente ou derivada da linha ou linhas de suprimento fornecidas ao disjuntor 100. Um LED de ligação 610 é conectado à saída do suprimento de energia 604 e liga quando o suprimento de energia 604 produzir uma saída de 24VDC. Um interruptor rotulado como interruptor de suporte na Figura 6 corresponde ao dispositivo de captação 202 mostrado nas Figuras 3A-3C, por exemplo. Um dos pólos do dispositivo de captação 202 é conectado ao longo de uma linha de entrada 616 a um circuito 600 rotulado como um circuito de pulso de freio na Figura 6. O circuito 600 produz uma saída 602 tendo uma forma de onda, tal como uma forma de onda de pulso. O dispositivo de bastidor remoto 108 também inclui um par de relés 612, 614, rotulados como RL2 e RL3, respectivamente, um para fazer com que o motor 204 gire em uma direção em sentido anti-horário/reversa (RL2) e o outro para fazer com que o motor 204 gire em uma direção em sentido horário/adiante (RL3). Quando energizados, os contatos correspondentes do relé se fecham para aplicar a tensão a partir do suprimento de energia até o motor 204, fazendo com que o motor 204 gire na direção controlada pelos relés 612,

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614. O dispositivo de bastidor remoto 108 inclui, ainda, o solenóide 206 mostrado nas Figuras 3A-3C, por exemplo, cuja ativação é controlada pelo dispositivo de controle remoto 110, descrito abaixo.

Referindo-se, agora, ao dispositivo de controle remoto 110, o dispositivo de controle remoto 110 inclui seis controles 118a-f e cinco indicadores 120a-e. Esses controles e indicadores são apenas exemplificadores, e mais ou menos controles e indicadores podem ser incorporados ao dispositivo de controle remoto 110. Os cinco indicadores 120a-e pode ter diodos emissões de luz tendo várias cores e formatos para indicar sua função. Por exemplo, o LED de ligação 120a pode ser um LED verde, que se liga quando o controle 118c for ligado, conectando, assim, o dispositivo de controle remoto 110 à fonte de energia 604. Um LED de prontidão do motor 120b pode ser verde e se ligar quando o motor 204 estiver pronto para funcionar. Nesse sentido, o operador ativa o controle de funcionamento do motor 118d para conectar o suprimento de energia 604 ao motor 204 através de um ou mais relés 612 ou 614. Um LED de torque excessivo pode ser laranja e se ligar quando uma condição de torque excessivo no motor 204 for captada pelo dispositivo de bastidor remoto 108. O dispositivo de bastidor remoto 108 inclui um limitador de torque acoplado ao propulsor, e o limitador de torque falha quando o motor 204 tiver seu torque excedido, fazendo com que o interruptor de torque excessivo 608 se feche. Quando isto ocorrer, o operador deve determinar a causa da condição de torque excessivo e fazer as correções ou ajustes apropriados e, então, ativar o controle de torque excessivo 118e para continuar a girar o motor 204, tipicamente, alguns graus, até que um modo operacional normal seja alcançado, o que fará com que o interruptor de torque excessivo 608 se articule (na posição mostrada na Figura 6). Os LEDs inversos e adiante 120d,e podem estar no formato das setas que apontam para esquerda e para direita, por exemplo, para indicar uma direção da operação de bastidor desejada. Os rótulos adequados podem ser impressos próximos aos indicadores 120a-e e aos controles 118a-f para indicar sua função. Um controle de solenóide 118b ativa o solenóide 206 conforme explicado anteriormente. Um controle de teste de lâmpada 118f pode ser pressionado para garantir que todos os indicadores 120a-e estejam funcionando de modo apropriado. Quando o controle de teste de lâmpada 118f for ativado, todos os indicadores 120a-e devem se iluminar para indica que eles não foram queimados.

Uma vez descritos os componentes dos circuitos mostrados na Figura 6, dá-se atenção agora a alguns exemplos para realizar as operações de bastidor utilizando-se o dispositivo de controle remoto 110 para controlar o dispositivo de bastidor remoto 108. Fechar o interruptor 202 (que pode ocorrer, por exemplo, quando o braço de botão 126 saltar para fora do painel 112 do suporte 102) conecta a linha de entrada 616 do circuito de pulso de freio 600 ao suprimento de energia 604. O circuito de pulso de freio 600 emite um

12/12 pulso tendo uma duração, tal como 55 milissegundos na saída 602, que, quando o interruptor de direção do motor 118a for conectado na direção em sentido horário/adiante, conecta a saída 602 a um relé de inversão 612. Os contatos do relé de inversão 612 se fecham (os contatos do relé dianteiro 614 foram abertos quando o interruptor 202 fizer uma transição para a posição parada), fazendo com que o proporcione uma corrente ao motor 204 para inverter a direção ao longo da duração do pulso de saída 602, tal como 55 milissegundos. Quando o pulso terminar, remove-se a energia do relé de inversão 612, fazendo com que o motor 204 pare. Pode-se observar que o disjuntor 100 entra em uma parada dura e repentina.

Com o intuito de preparar o dispositivo de bastidor remoto 108 para realizar a próxima operação de bastidor, o operador ativa o interruptor de solenóide 118b para fazer com que o pino atuador 300 empurre o braço de botão 126 na posição liberada. Se o operador desejar realizar uma operação de extração, o operador coloca o interruptor de direção do motor 118a na posição em sentido anti-horário/inversa, que conecta os contatos 1,2 mostrados na Figura 6 e desconecta os contatos 3,4. O operador pressiona o interruptor de funcionamento do motor 118d no dispositivo de controle remoto 110, que fecha um circuito entre o suprimento de energia 604 através dos contatos de inversão 1,2 do interruptor de direção do motor 118a, e o relé de inversão 614. Os contatos do relé 614 se fecham, fazendo com que o motor 204 comece a girar na direção inversa (por exemplo, em sentido anti-horário) até que o braço de botão 126 salte para fora a partir de sua posição liberada até a posição parada, fazendo com que o suprimento de energia 604 seja conectado à linha de entrada 616 até o circuito de pulso de freio 600, que emite um pulso como um sinal de saída 602, que ativa o relé dianteiro 614 e fecha seus contatos associados para fazer com que o motor 204 inverta sua direção ao longo da duração do sinal de saída 602.

Muito embora as modalidades e aplicações particulares da presente revelação tenham sido ilustradas e descritas, deve-se compreender que a presente revelação não se limita à construção precisa e às composições aqui reveladas e que varias modificações, alterações, e variações podem ser aparentes a partir das descrições anteriores sem divergir do espírito e escopo da invenção conforme definido nas reivindicações em anexo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de bastidor remoto portátil para inserir e extrair um disjuntor (100) de um distribuidor elétrico (104), o dispositivo de bastidor remoto portátil CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

um dispositivo de bastidor remoto (108) configurado para acoplar de modo separável ao distribuidor elétrico (104) e inclui:

uma carcaça (122);

um propulsor (200) que se projeta através da carcaça (122) e configurado para que seja recebido por um orifício de acesso à manivela (124) em um painel frontal (112) de um suporte (102) que aloja o disjuntor (100) em resposta ao dispositivo de bastidor remoto (108) estando mecanicamente acoplado ao distribuidor (104);

um motor (204) dentro da carcaça (122) e operacionalmente acoplado ao propulsor (200) para fazer com que o propulsor (200) gire dentro do orifício de acesso à manivela (124), fazendo, assim, com que o disjuntor (100) seja inserido ou extraído do distribuidor (104) dentre uma pluralidade de posições de bastidor;

um dispositivo de captação (202) dentro da carcaça (122) e configurado para, em resposta ao braço de botão (126) que realiza uma transição a partir de uma posição liberada até uma posição parada, produzir um sinal indicativo da posição do braço de botão (126); e um circuito (600) que recebe o sinal a partir do dispositivo de captação (202) enquanto o motor (204) estiver girando em uma direção, e, responsivo ao sinal que indica que o braço de botão (126) se encontra na posição parada, produz um sinal de saída que faz com que o motor (204) inverta a direção para suprimir o acionamento excessivo do motor (204) enquanto desloca o disjuntor (100) a partir de uma das posições de bastidor para outra; e um dispositivo de controle remoto (110) comunicativamente acoplado ao dispositivo de bastidor remoto (108), sendo que o dispositivo de controle remoto (110) inclui:

uma carcaça (116) fisicamente distinta da carcaça (122) do dispositivo de bastidor remoto (108); e um controle (118b) operável para fazer com que o braço de botão (126) realize uma transição a partir da posição parada até a posição liberada em resposta ao controle (118b) sendo ativado.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de bastidor remoto (108) inclui, ainda:

um pino atuador (300) estendendo-se através da carcaça (122) do dispositivo de bastidor remoto (108) e entrando em contato com o braço de botão (126) quando o dispositivo de bastidor remoto (108) for mecanicamente acoplado ao distribuidor (104).
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de bastidor remoto (108) inclui, ainda:

Petição 870190089289, de 09/09/2019, pág. 10/12

2/3 um solenóide (206) tendo um êmbolo (208);

um membro giratório (302) mecanicamente acoplado entre o pino atuador (300) e o êmbolo (208), sendo que o êmbolo (208) do solenóide (206) faz com que o membro giratório (302) gire, empurrando, assim, o pino atuador (300) afastando-se da carcaça (122), fazendo, assim, com que o braço de botão (126) realize uma transição a partir da posição parada até a posição liberada, e sendo que o dispositivo de captação (202) é posicionado em uma trajetória de movimento do pino atuador (300).
4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de bastidor remoto (108) inclui, ainda, um guia atuador (210) que se projeta através da carcaça (122) e é configurado para cobrir o braço de botão (126) em resposta ao dispositivo de bastidor remoto (108) sendo mecanicamente acoplado ao distribuidor (104).
5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de bastidor remoto (108) é mecanicamente acoplado ao distribuidor (104) por ao menos um guia de suporte (216) que se projeta através da carcaça (122) do dispositivo de bastidor remoto (108) e se estende em um orifício de suporte de montagem de bastidor (128) correspondente no painel (112).
6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o circuito (600) produz o sinal de saída ao longo de uma duração predeterminada que é selecionada para superar uma inércia do motor (204) tendo uma carga correspondente ao disjuntor (100) e levar o motor (204) a uma parada sem acionar excessivamente o motor (204) sob uma carga correspondente ao disjuntor (100), sendo que o motor (204) inverta a direção pelo menos ao longo da duração predeterminada.
7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de controle remoto (110) inclui, ainda, uma montagem de interruptor (118a) que recebe o sinal de saída a partir do circuito (600), sendo que a montagem de interruptor (118a) é operável em fazer com que o propulsor (200) gire em uma direção em sentido horário e em sentido anti-horário como uma função de uma posição da montagem de interruptor (118a), sendo que o dispositivo de controle remoto (110) é fisicamente separado a uma distância a partir do dispositivo de bastidor remoto (108) para permitir que um operador opere o dispositivo de bastidor remoto (108) remotamente através do dispositivo de controle remoto (110).
8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda:

um pino atuador (300) que se estende através da carcaça (122) e posicionado para se mover com um braço de botão (126) quando o dispositivo de bastidor remoto (108) encosta

Petição 870190089289, de 09/09/2019, pág. 11/12

3/3 no painel frontal (112), o braço de botão (126) sendo acessível a partir do painel frontal (112) e tendo uma posição liberada e posição parada; e o dispositivo de captação (202) ainda configurado para, em resposta ao pino atuador (300) ser movido pelo braço de botão (126) que transita da posição liberada para a posição 5 parada, produzir um sinal indicativo da posição do braço de botão (126).