BR112014022397B1

BR112014022397B1 - Aparelho de comutação elétrica e sistema

Info

Publication number: BR112014022397B1
Application number: BR112014022397-1A
Authority: BR
Inventors: Patrick Wellington Mills; James Michael Mccormick; Richard George Benshoff; Steven Christopher Shmalz
Original assignee: Eaton Corporation
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2021-03-23
Also published as: CN104170049B; EP2826055B1; CA2859108C; EP2826055A1; US20130242450A1; US9042073B2; CN104170049A; CA2859108A1; WO2013138142A1

Abstract

aparelho de comutação elétrica e sistema. um aparelho de comutação elétrica, tal como um disjuntor subminiatura (2), inclui um conjunto de alojamento (4), contatos separáveis (6), um mecanismo operacional (8) tendo um dispositivo atuador (14) e um conjunto de travamento (40), um primeiro dispositivo de desarme (10) para desarmar abertos os contatos separáveis em resposta a uma condição de sobrecorrente, e um segundo dispositivo de desarme (12) para desarmar abertos os contatos separáveis (6) em resposta a uma falha de arco, uma falha de terra ou um sinal transmitido remotamente. o disjuntor subminiatura (2) inclui um solenóide de rearme (50) e um solenóide de desarme (60). o solenóide de rearme (50) é acoplado ao dispositivo atuador (14), e inclui uma bobina (52) operável para rearmar eletricamente os contatos separáveis (6). o solenóide de desarme (60) é acoplado ao conjunto de travamento (40), e inclui uma bobina (62) operável para mover a alavanca de captura (42), desarmando abertos eletricamente os contatos separáveis (6).

Description

APARELHO DE COMUTAÇÃO ELÉTRICA E SISTEMA

Campo técnico

[001] O conceito divulgado se relaciona geralmente com aparelho de comutação elétrica e, mais particularmente, com aparelhos de comutação elétrica, tais como disjuntores subminiatura de controle remoto com proteção de falha de arco embutida. O conceito divulgado também se relaciona com sistemas empregando disjuntores subminiatura de controle remoto com proteção de falha de arco embutida.

[002] Aparelhos de comutação elétrica incluem, por exemplo, dispositivos de comutação de circuito; interruptores de circuito, tais como disjuntores; protetores de rede; contatores; dispositivos de partida de motor; controladores de motor; e outros controladores de carga.

[003] O uso de disjuntores miniatura ou subminiatura, por exemplo, é em dispositivos ou ambientes com espaço limitado e/ou limitações de peso, tais como, por exemplo, e sem limitações, sistemas elétricos aeronáuticos, onde eles não só provêem proteção contra sobrecorrente, mas também servem como interruptores para ligar e desligar equipamentos. Como tal, eles são submetidos a uso pesado e, portanto, devem ser capazes de funcionar confiavelmente durante muitos ciclos operacionais.

[004] Os disjuntores subminiatura têm os componentes típicos de disjuntor, tais como um alojamento não condutivo, um atuador externo, pelo menos dois terminais externos estruturados para serem acoplados a uma linha e uma carga, um par de contatos separáveis incluindo um primeiro contato estacionário, conectado eletricamente com um terminal externo e um segundo contato móvel acoplado ao outro terminal externo, um mecanismo operacional estruturado para mover os contatos separáveis entre uma primeira posição, fechada, onde os contatos se engatam e se conectam eletricamente entre si, e uma segunda posição onde os contatos são separados, e um dispositivo de desarme estruturado para travar o mecanismo operacional na primeira posição até que uma condição de sobrecorrente ocorra. O mecanismo operacional inclui um elemento de pressão (p.ex., sem limitações, mola) forçando os contatos separáveis no sentido da segunda posição. Assim, quando o dispositivo de desarme é atuado, a trava libera o mecanismo operacional e os contatos separáveis se movem para a segunda posição. O atuador externo é estruturado para mover os contatos separáveis para a primeira posição após um evento de desarme, ou pode ser usado para separar manualmente os contatos.

[005] Os disjuntores conhecidos tendo proteção contra falha de arco incluem um dispositivo de desarme com pelo menos dois mecanismos de desarme; um mecanismo para situação de sobrecorrente e um mecanismo para uma falha de arco no lado da carga do disjuntor. O mecanismo de sobrecorrente tipicamente inclui um elemento bimetálico que se flexiona em resposta a mudanças de temperatura. O ato de flexionar atua a trava, permitindo dessa forma o mecanismo operacional separar os contatos separáveis. Calor é criado em resposta a corrente passar pelo elemento bimetálico. Assim, quanto maior a quantidade de corrente, maior o grau de flexão. O mecanismo de falha de arco eletrônico de tais disjuntores inclui um detector eletrônico de falha de arco e um conjunto de solenóide. Quando o detector eletrônico de falha de arco detecta um arco,o solenóide envia um pulso e atua o dispositivo de desarme. Entre outras desvantagens, tais designs eram relativamente grandes ocupando uma quantidade significativa de espaço.

[006] Adicionalmente, sob certas circunstâncias, seria mais desejável prover operação por controle remoto de disjuntores subminiatura.

[007] Existe, portanto, espaço para melhorias em aparelhos de comutação elétrica, tais como disjuntores subminiatura, e em sistemas empregando os mesmos.

Sumário

[008] Estas necessidades e outras são atendidas por configurações do conceito divulgado, que são direcionadas a um aparelho de comutação elétrica de controle remoto, tal como um disjuntor subminiatura, tendo proteção contra falha de arco embutida, e com sistemas empregando o mesmo.

[009] Como um aspecto do conceito divulgado, um aparelho de comutação elétrica compreende: um conjunto de alojamento; contatos separáveis encerrados pelo conjunto de alojamento; um mecanismo operacional para abrir e fechar os contatos separáveis, o mecanismo operacional inclui um dispositivo atuador e um conjunto de travamento; um primeiro dispositivo de desarme estruturado para desarmar abertos os contatos separáveis em resposta a uma condição de sobrecorrente; um segundo dispositivo de desarme estruturado para desarmar abertos os contatos separáveis em resposta a uma falha de arco, uma falha de terra ou um sinal transmitido remotamente; um primeiro solenóide operativamente acoplado ao dispositivo atuador; e um segundo solenóide operativamente acoplado ao mecanismo de travamento.

[0010] Os contatos separáveis podem incluir um contato fixo e um contato móvel, sendo que os contatos separáveis são móveis entre uma primeira posição correspondente ao contato móvel e o contato fixo estarem conectados eletricamente, e uma segunda posição correspondente ao contato móvel e ao contato fixo estarem espaçados à parte e não conectados eletricamente. O mecanismo operacional pode incluir adicionalmente um elemento pressionador, sendo que o elemento pressionador força os contatos separáveis para a segunda posição. O conjunto de travamento pode incluir uma alavanca de captura e uma ligação mecânica, o elemento pressionador pode ser uma mola, e o dispositivo atuador pode ser um botão de rearme, sendo que o botão de rearme é estruturado para comprimir a mola e rearmar a alavanca de captura do conjunto de travamento.

[0011] O primeiro dispositivo de desarme pode incluir um elemento bimetálico, onde a ligação mecânica coopera com a alavanca de captura e o elemento bimetálico e onde, em resposta à condição de sobrecorrente, o elemento bimetálico se aquece fazendo o elemento bimetálico se flexionar, movendo dessa forma a ligação mecânica e a alavanca de captura para liberar a mola e desarmar abertos os contatos separáveis. O primeiro solenóide pode ser um solenóide de rearme, sendo que o solenóide de rearme inclui uma bobina, e sendo que a bobina é operável para rearmar eletricamente os contatos separáveis. O segundo solenóide pode ser um solenóide de desarme, sendo que o solenóide de desarme inclui uma bobina, e sendo que a bobina do solenóide de desarme é operável para mover a alavanca de captura, desarmando eletricamente abertos dessa forma os contatos separáveis.

[0012] De acordo com um outro aspecto do conceito divulgado, um sistema compreende: um módulo de controle de mecanismo; um módulo de detecção de falha de arco; uma interface de comunicação; um suprimento de energia; um controlador; e um aparelho de comutação elétrica compreendendo: um conjunto de alojamento; contatos separáveis encerrados pelo conjunto de alojamento; um mecanismo operacional para abrir e fechar os contatos separáveis, o mecanismo operacional incluindo um dispositivo atuador e um conjunto de travamento; um primeiro dispositivo de desarme estruturado para desarmar abertos os contatos separáveis em resposta a uma condição de sobrecorrente; um segundo dispositivo de desarme estruturado para desarmar abertos os contatos separáveis em resposta a uma falha de arco, uma falha de terra ou sinal transmitido remotamente; um primeiro solenóide acoplado operativamente ao dispositivo atuador; e um segundo solenóide acoplado operativamente ao conjunto de travamento.

Descrição dos desenhos

[0013] Uma compreensão completa do conceito divulgado pode ser obtida a partir da descrição seguinte das configurações preferidas quando lida em conjunção com os desenhos anexos nos quais:

[0014] A figura 1 é uma vista simplificada de um sistema empregando um disjuntor subminiatura de controle remoto tendo proteção contra falha de arco embutida, de acordo com uma configuração do conceito divulgado;

[0015] A figura 2 é uma vista isométrica de topo parcialmente explodida do disjuntor subminiatura da figura 1;

[0016] A figura 3 é uma vista isométrica posterior parcialmente explodida do disjuntor subminiatura da figura 2;

[0017] A figura 4 é uma vista em elevação lateral montada do disjuntor subminiatura da figura 3, mostrado parcialmente em vista de corte;

[0018] A figura 5 é uma vista em elevação extrema do disjuntor subminiatura da figura 4, mostrado parcialmente em vista de corte; e

[0019] A figura 6 é uma vista em corte tomada ao longo da linha 6-6 da figura 5.

Descrição detalhada

[0020] O conceito divulgado é descrito em associação com disjuntores aeronáuticos subminiatura de controle remoto, embora o conceito divulgado seja aplicável a uma ampla faixa de aparelhos de comutação elétrica.

[0021] As frases direcionais usadas aqui, tais como, por exemplo, esquerda, direita, frente, trás, superior, inferior e derivadas das mesmas, se relacionam com a orientação dos elementos mostrados nos desenhos e não são limitantes para as reivindicações a menos que expressamente citado aqui.

[0022] Como empregado aqui, o termo “fixador” se refere a qualquer mecanismo de conexão ou aperto incluindo expressamente, mas não limitado a, parafusos, prisioneiros e combinações de parafusos e porcas (p.ex., sem limitações, porcas de travamento) e prisioneiros, arruelas e porcas.

[0023] Como empregado aqui, a declaração que duas ou mais peças estão “acopladas” entre si deve significar que as peças estão unidas entre si quer diretamente ou unidas através de uma ou mais peças intermediárias.

[0024] Como empregado aqui, o termo “número” deve significar um ou um número inteiro maior que um (isto é, uma pluralidade).

[0025] A figura 1 mostra uma vista simplificada de um sistema 100 empregando um aparelho de comutação elétrica tal como, por exemplo e sem limitações, um disjuntor aeronáutico subminiatura de controle remoto 2, de acordo com uma configuração do conceito divulgado.

[0026] O disjuntor 2 inclui um conjunto de alojamento 4, produzido a partir de um material não condutivo tal como, por exemplo e sem limitações, plástico, um par de contatos separáveis 6, um mecanismo operacional 8, e um número de dispositivos de desarme 10, 12. Um dispositivo atuador (p.ex., sem limitações, botão de rearme 14) é acoplado movelmente ao conjunto de alojamento e estruturado para viajar na direção vertical para atuar (p.ex., rearmar) os contatos separáveis. Os contatos separáveis 6 incluem um primeiro contato fixo 16, e um segundo contato móvel 18. Cada um de tanto o primeiro quanto segundo contatos 16, 18 é acoplado a, ou é integral com, um correspondente terminal 20, 22, respectivamente, que se estende para fora do citado alojamento 4. Os terminais externos 20, 22 são estruturados para serem acoplados a qualquer de uma linha ou uma carga.

[0027] O mecanismo operacional 8 é acoplado a, e estruturado para mover, os contatos separáveis 6 entre uma primeira posição fechada (figura 1), onde o contato móvel 18 engata e está eletricamente conectado ao contato fixo 16, e uma segunda posição aberta (figura 6), onde o contato móvel 18 está espaçado do contato fixo 16. O mecanismo operacional 8 inclui um elemento pressionador (p.ex., sem limitações, mola 24) que está estruturado para forçar os contatos separáveis 6 para a segunda posição aberta. Como será descrito em maiores detalhes aqui abaixo, o disjuntor subminiatura exemplar 2 preferivelmente inclui um primeiro dispositivo de desarme 10 compreendendo um mecanismo termomecânico 30, para prover proteção standard contra sobrecorrente, bem como um segundo dispositivo de desarme 12 para prover proteção contra falha de arco embutida.

[0028] O mecanismo termomecânico 30 inclui um elemento bimetálico 32. Corrente do circuito de carga é passada através de um elemento bimetálico 32 fazendo-o aquecer proporcional a I2t, que se correlaciona com a potência dissipada nos fios de distribuição de energia. O elemento bimetálico 32 é projetado tal que seu deslocamento por flexão seja proximamente proporcional a sua temperatura, e é acoplado mecanicamente a um conjunto de travamento carregado por mola 40 no disjuntor 2. O conjunto de travamento 40 inclui uma alavanca de captura 42, que é estruturada para manter os contatos separáveis 6 fechados. Em operação, a uma temperatura pré-determinada, o elemento bimetálico 32 desloca a alavanca de captura 42 via uma ligação mecânica 44 (mostrada de forma simplificada como uma linha tracejada, na figura 1) uma distância adequada para desarmar o conjunto de travamento 40, liberando dessa forma a compressão na mola 224 para acionar os contatos separáveis 6 para abrir e interromper a corrente do circuito de carga. Será apreciado que qualquer número, tipo e/ou configuração conhecidos ou adequados de mecanismo termomecânico (não mostrado) podem ser empregados sem se desviar do escopo do conceito divulgado. Por exemplo e sem limitações, será apreciado que um segundo elemento bimetálico (não mostrado) através do qual a corrente de carga não é passada, pode ser empregado para prover compensação de temperatura ambiente com uma ligação mecânica adequada.

[0029] O disjuntor subminiatura 2 pode ser rearmado movendo o botão de rearme 14, que está acoplado aos contatos separáveis 6. Isto é, apertar o botão de rearme 14 (p.ex., sem limitações, para baixo na direção da seta 80, a partir da perspectiva da figura 1) funciona para recomprimir a mola 24 e re-engatar a alavanca de captura 42 do conjunto de travamento 40. O disjuntor subminiatura de controle remoto 2 divulgado inclui um primeiro solenóide 50 (também mostrado nas figuras 2-6) e um segundo solenóide 60. O primeiro solenóide 50 é acoplado aos contatos separáveis 6 (figura 1), e compreende uma bobina 52 e um êmbolo magnético 54. O segundo solenóide 60 também inclui uma bobina 62, que coopera com o conjunto de travamento 40.

Exemplo

[0030] No exemplo não limitante mostrado na figura 1, o disjuntor subminiatura 2 inclui um conector ou receptáculo 90 (indicado geralmente pela referência 90 na figura 1; veja também as figuras 2, 3 e 5). Especificamente, o conector ou receptáculo 90 provê a rápida e conveniente conexão elétrica, por exemplo, para um Módulo de Controle de Mecanismo (MCM) 200 (mostrado de forma simplificada na figura 1) do sistema 100.

[0031] O primeiro solenóide 50 é energizado via o MCM 200, e é estruturado para rearmar eletricamente o disjuntor 2 (isto é, fechamento de contato). O segundo solenóide 60 é acoplado mecanicamente ao conjunto de travamento 40 de uma maneira similar ao elemento bimetálico 32, discutido anteriormente aqui acima. O segundo solenóide 60 também é controlado pelo MCM 200, e funciona para desarmar o conjunto de travamento 40 quando interrupção de corrente do circuito for desejada. Tal interrupção pode ser, por exemplo e sem limitações, em resposta à detecção de uma falha de arco, uma falha de terra ou pode ser em resposta a um sinal transmitido remotamente para controle da energia elétrica para a carga.

[0032] Um sensor de corrente 70 é empregado para monitorar diretamente a corrente do circuito de carga, como mostrado na figura 1. Este sensor de corrente 70 pode, por exemplo e sem limitações, ser compreendido de um desvio resistivo (p.ex., sem limitações, o próprio elemento bimetálico 32), um transformador de corrente, um elemento de efeito Hall, ou qualquer outro elemento magnetorresistivo conhecido ou adequado. O sinal emitido pelo sensor de corrente 70 é processado por um Módulo de Detecção de Falha de Arco (AFDM) eletrônico 300 para identificar características na corrente do circuito de carga indicativas de um arco, e para reconhecer se tal condição de falha existe. O AFDM 300 implementa qualquer combinação conhecida ou adequada de algoritmos de detecção, e pode ser compreendido de qualquer circuitagem eletrônica conhecida ou adequada incluindo, por exemplo e sem limitações, dispositivos analógicos, lógica discreta, dispositivos lógicos programáveis (DLP), arranjos de gates [“portões inteligentes”] programáveis no campo (FPGA), ou circuitagem baseada em microprocessador. Também será apreciado que o AFDM pode alternativamente ser substituído ou suplementado por um módulo com circuitagem apropriada (não mostrado) para implementar detecção de falha de terra também.

[0033] Como discutido anteriormente, o propósito primário do MCM 200 é coordenar a energização do primeiro e segundo solenóides 50, 60 para desarmar (isto é, abrir) ou rearmar (isto é, fechar) o disjuntor 2. Ao executar esta coordenação, o MCM 200 pode reter conhecimento sobre o estado fechado versus aberto do disjuntor 2 baseado em memória de operações comandadas anteriormente. Uma vez que o rearme manual usando o botão de rearme 14 é possível, independente do controle a partir do MCM 200, só a memória pode não ser suficiente para conhecer o estado de contato do disjuntor. Será, portanto, apreciado que diagnósticos adicionais podem ser usados empregando sensores adicionais (não mostrados). Por exemplo e sem limitações, sensores de voltagem (não mostrados) podem ser usados em conjunção com o sensor de corrente 70 pelo MCM 200 para determinar o estado do contato separável de disjuntor 6, provendo dessa forma informações adicionais para o controle lógico dos solenóides 50, 60. Para fins de exemplo, sem limitações, se tais sensores identificarem a presença de voltagem na linha e terminais de carga 20, 22, isto indicará que os contatos separáveis 6 estão fechados e o conjunto de travamento 40 está na posição travada. Similarmente, se voltagens desiguais forem detectadas nos terminais 20, 22, os contatos separáveis 6 estão no estado aberto. Fluxo de corrente não zero pelo terminal de carga 22 do disjuntor 2 também pode ser usado como uma indicação que o disjuntor 2 está fechado. Será apreciado que diagnóstico adicional do status do disjuntor também pode ser empregado. Por exemplo e sem limitações, o MCM 200 pode utilizar um par de contatos auxiliares (não mostrados) ligados mecanicamente aos contatos de disjuntor principais 6, como um método para determinar o estado do disjuntor.

[0034] Os solenóides 50, 60 são energizados por um suprimento de energia 400 (mostrado de forma simplificada na figura 1). Mais especificamente, os solenóides 50, 60 podem ser projetados para serem energizados com energia quer CA ou CC, dependendo da disponibilidade e adequação para uma dada instalação. Consequentemente, o MCM 200 emprega componentes de comutação adequados para aplicar voltagem às bobinas 52, 62 dos solenóides 50, 60, respectivamente. Isto pode ser implementado via interruptores de semicondutor (p.ex., sem limitações, transistores, Retificadores Controlados de Silício (SCR), Triacs, etc.) ou relés eletromecânicos de sinal pequeno, embora o anterior fosse preferido para minimizar tamanho. Como com o AFDM 300, o MCM 200 pode ser compreendido de circuitagem eletrônica tal como, por exemplo e sem limitações, dispositivos analógicos, lógica discreta, dispositivos lógicos programáveis (DLP), arranjos de gates programáveis no campo (FPGA), ou circuitagem baseada em microprocessador.

[0035] Um circuito de Interface de Comunicação (IC) 500 (mostrado de forma simplificada na figura 1) monitora o status de tanto o MCM 200 quanto o AFDM 300 e comunica informações selecionadas para um controlador 600 (p.ex., sem limitações, controlador remoto 600, mostrado de forma simplificada na figura 1) e/ou sistema de monitoramento. Será apreciado, claro, que o sistema 100 pode variar de complexidade dependendo da funcionalidade requerida, sem se desviar do escopo do conceito divulgado. Por exemplo e sem limitações, a IC (p.ex., 500) pode ser configurada para se comunicar com um disjuntor ICU (não mostrado) tal que a operação seja idêntica àquela implementada com Disjuntores Controlados Remotos MIL-83383 (RCCB) convencionais bem conhecidos (não mostrados). A IC pode alternativamente compreender circuitagem para implementar comunicações bidirecionais em redes de barramento de campo tais como, por exemplo e sem limitações, quaisquer protocolos ARINC conhecidos ou adequados, CAN, RS-485, TTP, ou FlexRay para se comunicar com um controlador de Unidade de Distribuição de Energia (PDU) local ou localizado remotamente ou uma unidade mestra de controle para o veículo correspondente (p.ex., sem limitações, aeronave (não mostrada)) via uma rede.

[0036] Em adição a comunicar o status do disjuntor 2, a IC 500 também recebe comandos para abrir e fechar a partir do controlador 600 e os passa adiante para o MCM 200 para facilitar a operação remota. A IC 500 pode ser compreendida de circuitagem eletrônica tal como, por exemplo e sem limitações, dispositivos analógicos, lógica discreta, dispositivos lógicos programáveis (DLP), arranjos de gates programáveis no campo (FPGA), ou circuitagem baseada em microprocessador.

[0037] Monitorando o status aberto/fechado do disjuntor a partir do MCM 200 em combinação com indicações de falha a partir do AFDM 300, a causa de um desarme de disjuntor pode ser deduzida quer no processador interno, ou externo ao disjuntor da PDU ou controlador mestre 600. Por exemplo e sem limitações, se o MCM 200 detectar um desarme de disjuntor que não seja coincidente com um arco ou falha de terra ter sido detectado pelo AFDM 300 ou Módulo de Detecção de Falha de Terra (GFDM) (não mostrado) ou um comando abrir a partir do controlador 600, o desarme deve ser o resultado do mecanismo de desarme térmico (p.ex., mecanismo termomecânico 30) respondendo a uma falha de sobrecorrente. Este status de condição pode ser transmitido para o controlador 600 via o IC 500.

[0038] O suprimento de energia 400 é empregado para energizar a circuitagem eletrônica do MCM 200, AFDM 300, e IC 500. Por meio de exemplo, sem limitações, a energia pode ser derivada da voltagem de linha de entrada com relação ao terra do chassis do veículo (não mostrado), cortando parasiticamente a corrente fluindo através do disjuntor 2, ou a partir de um elemento de armazenagem de energia (p.ex., sem limitações, baterias (não mostradas); capacitores (não mostrados)). O suprimento de energia 400 também provê proteção contra transiente de voltagem para os eletrônicos em caso de surtos de energia da fonte (p.ex., sem limitações, raios).

[0039] Será apreciado que está dentro do escopo do conceito divulgado integrar as funções do MCM 200, AFDM 300, e IC 500 em um único conjunto eletrônico com elementos de processamento central compartilhados (p.ex., sem limitações, microcontrolador). Entre outros benefícios, isso serviria para alavancar vantagens em custo, tamanho, e peso.

[0040] Como mais bem mostrado nas figuras 2 e 3, em adição às vantagens anteriores, o disjuntor subminiatura 2 divulgado também é preferivelmente projetado para servir como uma reposição ou substituto direto imediato para aparelhos de comutação elétrica conhecidos. Isto é, o disjuntor 2 não só incorpora todas as características e vantagens mencionadas anteriormente, mas também é vantajosamente relativamente menor em tamanho que disjuntores de controle remoto convencionais (não mostrados) e inclui uma capacidade de montagem única que o permite ser prontamente empregado dentro de tanto painéis novos quanto existentes (veja, por exemplo e sem limitações, painel aeronáutico 102 mostrado parcialmente nas figuras 2 e 3).

[0041] No exemplo não limitante das figuras 2 e 3, o disjuntor 2 inclui um suporte de montagem 104 tendo primeira e segunda aberturas 106, 108. Primeira e segunda porcas de travamento 110, 112 são dispostas em ou sobre a primeira e segunda aberturas 106, 108, respectivamente. O painel aeronáutico 102 inclui furos 114, 116 respectivamente correspondendo às aberturas 106, 108 e estruturados para receber fixadores 120, 122 (figura 2). Portanto, os fixadores 120, 122 respectivamente se estendem através dos furos 114, 116 para dentro das aberturas 106, 108 para roscadamente engatar as porcas de travamento 110, 112, para prender o disjuntor 2 ao painel 102. O primeiro solenóide 50 se estende através de uma abertura correspondente 118 no painel 102.

[0042] Será apreciado, portanto, que a porção roscada 130 (mostrada parcialmente em desenho de linha tracejada nas figuras 4-6) do disjuntor 2 ao qual uma porca de montagem (não mostrada) é tipicamente fixada, pode ao contrário ser usada para cooperar com roscas correspondentes 132 (mostradas parcialmente em desenho de linha tracejada nas figuras 4-6) do solenóide de rearme 50, por exemplo e sem limitações, para prender o solenóide de rearme 50 ao alojamento de disjuntor 4 e/ou painel 102. Será adicionalmente apreciado que o disjuntor 2 pode ter qualquer configuração de montagem conhecida ou alternativa adequada, sem se desviar do escopo do conceito divulgado. Por exemplo e sem limitações, o disjuntor 2 não é requerido a empregar um suporte de montagem 104, como mostrado. O disjuntor 2 pode ser preso por meio do engate roscado mencionado anteriormente entre a porção roscada de disjuntor 130 e o solenóide 50, por si próprio, e/ou em combinação com uma porca de montagem (não mostrada).

[0043] Consequentemente, será apreciado que o disjuntor subminiatura controlado remotamente 2 divulgado provê melhorias de tamanho, peso e custo de fabricação em relação a designs de disjuntores de controle remoto conhecidos. Entre outros benefícios, o disjuntor 2 pode desarmar/abrir com sobrecarga térmica e pode ser rearmado manualmente, pode ser aberto ou fechado remotamente sem a presença de uma falha térmica ou AFCI, pode detectar e desarmar/abrir se um evento térmico ou de formação de arco for detectado, pode ser rearmado manualmente ou rearmado remotamente (isto é, eletricamente), e pode indicar se a falha foi térmica ou um evento de formação de arco.

[0044] Embora configurações específicas do conceito divulgado tenham sido descritas em detalhes, será apreciado por aqueles experientes na técnica que várias modificações e alternativas para aqueles detalhes podem ser desenvolvidas à luz dos ensinamentos globais da divulgação. Consequentemente, os particulares arranjos divulgados são pretendidos a serem só ilustrativos e não limitantes para o escopo do conceito divulgado ao qual deve ser proporcionada a amplitude total das reivindicações anexas e qualquer e todas equivalentes das mesmas.

Claims

Aparelho de comutação elétrica, compreendendo:
- - um conjunto de alojamento (4);
- - contatos separáveis (6) encerrados pelo conjunto de alojamento (4);
- - um mecanismo operacional (8) para abrir e fechar os citados contatos separáveis (6), o citado mecanismo operacional (8) incluindo um dispositivo atuador (14) e um conjunto de travamento (40);
- - um primeiro dispositivo de desarme (10) estruturado para desarmar abertos os citados contatos separáveis em resposta a uma condição de sobrecorrente;
- - um segundo dispositivo de desarme (12) estruturado para desarmar abertos os citados contatos separáveis (6) em resposta a uma falha de arco, uma falha de terra ou um sinal transmitido remotamente;
- - um segundo solenóide (60) acoplado operativamente ao citado conjunto de travamento (40) e formando parte do citado segundo dispositivo de desarme (12), caracterizado pelo fato de um primeiro solenóide (50) ser acoplado operativamente ao citado dispositivo atuador (14) para rearmar o aparelho (2).
Aparelho de comutação elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os citados contatos separáveis (6) incluírem um contato fixo (16) e um contato móvel (18); sendo que os citados contatos separáveis (6) são móveis entre uma primeira posição correspondente ao citado contato móvel (18) e citado contato fixo (16) estarem eletricamente conectados, e uma segunda posição correspondente ao citado contato móvel (18) e citado contato fixo (16) estarem espaçados à parte e não conectados eletricamente; sendo que o citado mecanismo operacional (8) inclui adicionalmente um elemento pressionador (24); e sendo que o citado elemento pressionador (24) força os citados contatos separáveis (6) para a segunda posição.
Aparelho de comutação elétrica, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o citado conjunto de travamento (40) incluir uma alavanca de captura (42) e uma ligação mecânica (44); sendo que o citado elemento pressionador é uma mola (24); sendo que o citado dispositivo atuador é um botão de rearme (14); e sendo que o citado botão de rearme (14) está estruturado para comprimir a citada mola e rearmar a citada alavanca de captura do citado conjunto de travamento.
Aparelho de comutação elétrica, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o citado primeiro dispositivo de desarme (10) incluir um elemento bimetálico (32), sendo que a citada ligação mecânica (44) coopera com a citada alavanca de captura (42) e o citado elemento bimetálico (32), e sendo que, em resposta à citada condição de sobrecorrente, o citado elemento bimetálico (32) se aquece fazendo o elemento bimetálico se flexionar, movendo dessa forma a citada ligação mecânica (44) e a citada alavanca de captura (42) para liberar a citada mola (24) e desarmar abertos os citados contatos separáveis(6).
Aparelho de comutação elétrica, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o citado primeiro solenóide ser um solenóide de rearme (50); sendo que o citado solenóide de rearme (50) inclui uma bobina (52); e sendo que a citada bobina (52) é operável para rearmar eletricamente os citados contatos separáveis (60).
Aparelho de comutação elétrica, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o citado segundo solenóide ser um solenóide de desarme (60); sendo que o citado solenóide de desarme (60) inclui uma bobina (62); e sendo que a citada bobina (62) do citado solenóide de desarme (60) é operável para mover a citada alavanca de captura (42), desarmando eletricamente abertos dessa forma os citados contatos separáveis (6).
Aparelho de comutação elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o citado conjunto de alojamento (4) incluir um dispositivo de conexão (90); e sendo que o citado dispositivo de conexão (90) é estruturado para conectar eletricamente o citado aparelho de comutação (2) a um suprimento de energia (400).
Aparelho de comutação elétrica, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o citado dispositivo de conexão ser um receptáculo (90) estruturado para prover conectividade de encaixar.
Aparelho de comutação elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o citado segundo dispositivo de desarme (12) incluir pelo menos um sensor (70); e sendo que o citado pelo menos um sensor (70) está adaptado para determinar o estado dos citados contatos separáveis.
Aparelho de comutação elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o citado conjunto de alojamento (4) incluir uma porção roscada (130); sendo que o citado primeiro solenóide (50) inclui uma pluralidade de roscas (132); e sendo que as citadas roscas (132) do citado primeiro solenóide (50) engatam roscadamente a citada porção roscada (130) do citado conjunto de alojamento (4).
Sistema, caracterizado pelo fato de compreender:
- - um módulo de controle de mecanismo (200);
- - um módulo de detecção de falha de arco (300);
- - uma interface de comunicações (500);
- - um suprimento de energia (400);
- - um controlador (600); e
- - um aparelho de comutação elétrica (2), conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 10.
Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o citado dispositivo de conexão (90) prover conectividade de encaixar para conectar eletricamente o citado aparelho de comutação elétrica (2) ao citado módulo de controle de mecanismo (200), ao citado módulo de detecção de falha de arco (300); ao citado suprimento de energia (400) e à citada interface de comunicações (500).
Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o citado suprimento de energia (400) energizar o citado módulo de controle de mecanismo (200), o citado módulo de detecção de falha de arco (300) e a citada interface de comunicações (500).
Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a citada interface de comunicações (500) ser adaptada para monitorar o status do citado módulo de controle de mecanismo (200) e o citado módulo de detecção de falha de arco (300) e para comunicar informações selecionadas para o citado controlador (600).
Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de a citada interface de comunicações (500) ser ainda adaptada para receber comandos para abrir e fechar a partir do citado controlador (600) e comunicar os citados comandos para abrir e fechar para o citado módulo de controle de mecanismo (200) para facilitar operação remota.