BR112016002050B1

BR112016002050B1 - Dispositivo de comutação

Info

Publication number: BR112016002050B1
Application number: BR112016002050-2A
Authority: BR
Inventors: Martin STEINBAUER
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2021-08-17
Also published as: CN105340041A; US9659726B2; EP2989653A1; US20160203926A1; CN105340041B; BR112016002050A2; WO2015036029A1; EP2989653B1

Abstract

dispositivo de comutação a invenção se refere a um dispositivo de comutação compreendendo uma câmara de resfriamento brusco em arco (1) em que um arranjo de contato que consiste de um elemento de contato móvel e um estacionário (3) é arranjado, o elemento de contato móvel (3) sendo guiado em um contato deslizante (2). a invenção é caracterizada pelo fato de que o elemento de contato móvel (3) é guiado por estruturas de centragem inclinada (7) nas paredes do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco (1) quando acionado.

Description

[001] A invenção se refere a um dispositivo de comutação com uma câmara de resfriamento bruto em arco no qual um arranjo de contato que consiste de um elemento de contato móvel e um fixo é arranjado, em que o elemento de contato móvel é guiado em um contato deslizante.

[002] Dispositivos de comutação, em particular comutadores elétricos, são usados entre outros fins para desligar de forma segura no caso de um curto-circuito, desta forma proteger cargas e instalações. Dispositivos de comutação mecânicos ou elétricos são, além disso, adequados para comutação operacionalmente manual correta de cargas e para desconexão segura de uma instalação da rede elétrica durante trabalho de manutenção ou modificações à instalação. Unidades de comutação elétrica são, geralmente, operadas eletromagneticamente.

[003] Isto significa que unidades de comutação deste tipo são dispositivos de comutação elétrica altamente técnicos com proteção integrada para motores, cabos, transformadores e geradores. Encontram sua aplicação em locais funcionais com baixa frequência de comutação. Além da proteção de curto-circuito, unidades de comutação deste tipo também são adequadas para proteção de sobrecarga.

[004] No caso de um curto-circuito, uma unidade de comutação elétrica desliga uma instalação elétrica de forma segura. Oferece, assim, proteção de fusível contra sobrecarga. Qualquer cabo através do qual a corrente flui aquece mais ou menos fortemente. O aquecimento aqui depende da razão da magnitude da corrente para a área transversal do cabo condutor, o que é conhecido como a densidade de corrente. A densidade de corrente não deve ser muito grande, já que, de outro modo, o isolamento do cabo pode tornar-se carbonizado, ou é possível que um incêndio possa romper como um resultado do calor excessivo. A fim de proteger instalações elétricas contra estes efeitos prejudiciais, unidades de comutação são usadas como dispositivos de proteção de sobrecorrente.

[005] Redes elétricas compreendem dois mecanismos de acionamento que atuam independentemente para a proteção de sobrecarga e a proteção de curto-circuito. Os dois acionadores são conectados em série. A proteção contra curto-circuito é afetada por um acionador eletromagnético que opera com quase nenhum atraso de tempo. No caso de um curto-circuito, o acionador eletromagnético desbloqueia uma trava de comutador do comutador elétrico sem atraso. Uma armadura do comutador desconecta o elemento de contato antes que a corrente de curto-circuito possa atingir seu valor máximo.

[006] Unidades de comutação conhecidas compreendem uma unidade de contato deslizante com um contato deslizante e um elemento de contato móvel. O elemento de contato móvel compreende, além disso, contatos elétricos. Unidades de distribuição deste tipo compreendem, além disso, primeiros contatos para um cabo elétrico. Em um estado ligado, os contatos elétricos do elemento de contato móvel entram em contato com contatos fixos da unidade de comutação. No caso de um curto-circuito, contactos elétricos do elemento de contato móvel são liberadas a partir dos contatos fixos, de modo que o fluxo de corrente seja interrompido. O elemento de contato móvel é aqui liberado dos contatos fixos.

[007] Contatos deslizantes conhecidos de unidades de comutação compreendem frequentemente dois sistemas de guia, um interno e um sistema de guia externo. O sistema de guia externo é usado quando o procedimento de comutação, em outras palavras, ligando ou desligando, é feito por meio de uma trava de comutador da unidade de comutação. Neste caso, não ocorre nenhum rotator em ponte. O sistema de guia interno é usado no caso de um curto-circuito, quando o procedimento de comutação é afetado por uma armadura de comutação, frequentemente um êmbolo em combinação com um pino de guia da unidade de comutação. Isto significa que, ao desligar, como um resultado de um curto-circuito, o elemento de contato móvel move rapidamente ao longo do sistema de guia interno em frente do contato deslizante, atinge superfícies de impacto, em que é conhecido como a parte inferior da unidade de comutação, e voa de volta ao longo do sistema de guia interno. Ele voa aqui contra a armadura de comutação ou o pino de guia da unidade de comutação.

[008] Se curto-circuitos fortes ocorrerem, grandes forças magnéticas, por sua vez, se desenvolvem entre o elemento de contato móvel e os elementos de contato fixos. Estas são, em parte, as forças de malha de corrente entre os elementos de contato fixos e a ponte. Estas também são grandes forças de magnitude da corrente entre os contatos de prata. O efeito destas duas forças é que, no caso de um curto-circuito, a ponte é lançada de repente contra sua força de mola resultante e ataques contra o domo de impacto na parte inferior. Uma vez que não é possível para o domo de impacto ser posicionado no centro da câmara de comutação como esta localização é requerida pela placa de guia, foi dividido e agora está localizado contra as paredes da câmara. É verdade que a ponte é protegida contra a rotação por um pino de guia, mas a sua folga de guia não pode, no entanto, ser suficientemente limitada aqui. Se a ponte agora faz uso dos graus de liberdade que tem, devido à sua construção, pode acontecer que só encontra o domo de impacto em um lado e, em seguida, fica acunhado na parte inferior.

[009] Um outro problema consiste em que, quando certas atividades de comutação são realizadas em dispositivos de comutação, em particular em comutadores elétricos, aquecimento extremo do contato do comutador ocorre. Em particular, no caso de uma mudança para a posição desligada depois de um período estando ligado, a ponte de contato muito quente pode danificar as áreas circundantes do alojamento da câmara do comutador, que consistem geralmente em plástico. Isso ocorre principalmente na posição de desligado desde que, neste caso, as perdas térmicas decorrentes na ponte não possam fluir para os elementos de contato fixos, e quando na posição de desligado a ponte está em uma posição que é quase isolada termicamente em todos os lados. Uma vez que a ponte tem que ter uma implementação livremente móvel, que tem uma certa folga rotativa na direção axial do contato deslizante com a parede da câmara de comutação. Sob condições desfavoráveis, a ponte usa sua folga rotativa e fica localizada muito perto da parede de plástico da câmara de comutação. Como resultado da ponte quente, o plástico intumesce, circunda a ponte como um resultado de que o comutador elétrico está destruído.

[0010] Nesta base, o objetivo da presente invenção é prover um dispositivo de comutação que supera os problemas descritos acima.

[0011] Este objetivo é alcançado de acordo com a invenção por um dispositivo de comutação com as características da reivindicação 1. Outras modalidades exemplares da invenção emergem das reivindicações dependentes, da descrição e do desenho.

[0012] De acordo com a invenção, este objetivo é alcançado por um dispositivo de comutação com uma câmara de resfriamento brusco em arco, no qual um arranjo de contato de um elemento de contato móvel e um fixo está arranjado, em que o elemento de contato móvel é guiado em um contato deslizante. A invenção é caracterizada pelo fato de que o elemento de contato móvel é guiado quando acionado por estruturas de centragem sobre as paredes do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco.

[0013] Os problemas acima descritos são sobrepostos pelas estruturas de centragem de acordo com a invenção, que são moldadas por injeção em conjunto com as paredes da parte inferior da câmara de comutação do comutador elétrico. Quando a ponte é jogada para baixo pela malha e forças de magnitude de corrente, está alinhado pelas estruturas de centragem, e atinge o centro de ambos domos de impacto. Um impacto de centro desligado, portanto, não é mais possível, e a ponte não pode ficar torcida.

[0014] Uma outra vantagem consiste em que através das estruturas de centragem a ponte está centralmente alinhada no ponto de inversão inferior do movimento. Quando na sua posição de desligado, a ponte está assim localizada de forma relativamente precisa no centro da câmara de comutação, como um resultado do qual é suficientemente distante das duas paredes da câmara de comutação. Apesar da temperatura elevada que pode desenvolver- se depois de muitos processos de comutação, ela está a uma distância suficiente da parede de plástico para assegurar que a ponte não fique queimada na parte inferior.

[0015] Em uma modalidade particularmente vantajosa da invenção, pode ser provido que estruturas de centragem sejam fabricadas como uma peça com as paredes do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco. Isto significa que as estruturas de centragem são formadas em conjunto com as paredes do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco em uma etapa do processo usando uma técnica de injeção. Como um resultado, não é necessário fabricar uma parte adicional, mas só é necessário para as paredes do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco para ser especialmente conformada.

[0016] De acordo com uma outra modalidade exemplar da invenção, pode ser provido que as estruturas de centragem são feitos de plástico. Como um resultado disso, é possível que as estruturas de centragem sejam fabricadas em conjunto com as paredes do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco em uma etapa do processo sob a forma de um processo de moldagem por injeção.

[0017] Em uma modalidade particularmente vantajosa da presente invenção, pode ser previsto que um segundo conjunto de estruturas de centragem esteja arranjado em uma segunda parede do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco localizado oposto ao primeiro conjunto de estruturas de centragem sobre uma primeira parede do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco, de modo que o elemento de contato móvel esteja posicionado entre dois conjuntos de estruturas de centragem. Este arranjo de acordo com a invenção também contribui para guiagem uniforme do elemento de contato móvel.

[0018] Além disso, pode ser previsto ainda que as estruturas de centragem estão arranjadas para o lado próximo ao contato deslizante, de modo que, quando acionado o elemento de contato móvel seja guiado de forma confiável.

[0019] O fato de que o dispositivo de comutação é preferivelmente um comutador elétrico também corresponde com a invenção.

[0020] O dispositivo de comutação de acordo com a invenção compreende uma câmara de resfriamento bruto em arco ao qual um contato deslizante está arranjado, em que um elemento de contacto móvel é guiado. Ao lado, próximo ao elemento de contato móvel, tanto na direita quanto da esquerda, pacotes defletores de resfriamento bruto em arco são arranjados compreendidos defletores de resfriamento bruto em arco arranjados em paralelo uns sobre os outros.

[0021] Em uma parede do alojamento da câmara de resfriamento bruto em arco, na região do elemento de contato móvel, estruturas de centragem de acordo com a invenção estão arranjadas. Estas estruturas de centragem são preferivelmente fabricadas como uma peça com a parede do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco, o que significa que as estruturas de centragem não são formadas como uma parte adicional na parede do alojamento, mas são moldadas por injeção em conjunto com a parede do alojamento dentro de uma etapa do processo. Por esse motivo, as estruturas de centragem são preferivelmente também feitas de plástico.

[0022] Preferivelmente, as estruturas de centragem de acordo com a invenção são arranjadas paralelamente umas às outros na parede do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco, e são espaçadas uma da outra. Preferivelmente definir um segundo conjunto de estruturas de centragem está arranjado sobre uma segunda parede do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco localizado oposto a um primeiro conjunto de estruturas de centragem em uma primeira parede do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco, de modo que o elemento de contato móvel esteja posicionado entre dois conjuntos de estruturas de centragem.

[0023] As estruturas de centragem de acordo com a invenção são preferivelmente arranjadas próximas ao contato deslizante, isto é, à esquerda e direita do contato deslizante.

[0024] O dispositivo de comutação aqui apresentado, em particular, o comutador elétrico com alta capacidade de comutação é caracterizado pelo fato de que menos espaço está disponível para a guiagem da ponte, a fim de alinhar a ponte sempre no centro da câmara. Devido às forças aumentadas que lançam a ponte no caso de um curto-circuito, e como um resultado de uma posição potencialmente não central da ponte, a ponte pode ficar emperrada na parte inferior, como um resultado do qual o dispositivo pode não ser mais ligado. Por meio das estruturas de centragem de acordo com a invenção aqui apresentada, a ponte sempre encontra o domo de impacto simetricamente, e emperramento é evitado. Um resultado adicional é que, devido às estruturas de centragem de acordo com a invenção, a ponte é alinhada centralmente durante o curso do seu movimento, como um resultado do qual se apresenta sempre uma distância adequada das paredes da câmara quando na posição de desligado. Fusão dentro da câmara de comutação é assim impedida.

[0025] Outras vantagens e modalidades da invenção são explicadas a seguir com referência a uma modalidade exemplar e com referência ao desenho.

[0026] Aqui:

[0027] Figura 1 mostra esquematicamente uma vista transversal de um dispositivo de comutação de acordo com a invenção com uma câmara de resfriamento brusco em arco e um contato deslizante, em que um elemento de contato móvel é guiado;

[0028] Figura 2 mostra esquematicamente uma vista transversal de uma ilustração ampliada de uma seção da Figura 1 com um contato deslizante, elemento de contato móvel e estruturas de centragem de acordo com a invenção;

[0029] Figura 3 mostra esquematicamente uma vista transversal das estruturas de centragem de acordo com a invenção como um corte transversal com um elemento de contato móvel;

[0030] Figura 4 mostra esquematicamente uma vista transversal das estruturas de centragem de acordo com a invenção como uma seção transversal com o elemento de contato móvel na posição de ligado;

[0031] Figura 5 mostra esquematicamente uma vista transversal das estruturas de centragem de acordo com a invenção como uma seção transversal com o elemento de contato móvel no estado acionado durante um curto-circuito.

[0032] Figura 1 mostra uma seção de um dispositivo de comutação, em particular de um comutador elétrico com uma câmara resfriamento brusco em arco 1, no qual um contato deslizante 2 é arranjada, no qual um elemento de contato móvel 3 é guiado. Para o lado, próximo ao elemento de contato móvel 3, tanto para a direita e para a esquerda, de pacotes defletores de resfriamento bruto em arco 4 estão arranjadas, formadas de defletores de resfriamento bruto em arco arranjados em paralelo acima uma da outra. Em uma parede do alojamento 5 da câmara de resfriamento brusco em arco 1, estruturas de centragem 7 de acordo com a invenção estão arranjadas na região do elemento de contato móvel 3.

[0033] Estas estruturas de centragem 7 são, preferivelmente, fabricadas como uma única peça com a parede do alojamento 5 da câmara de resfriamento brusco em arco, o que significa que as estruturas de centragem 7 não são formados como uma parte adicional na parede do alojamento 5, mas são moldadas por injeção em conjunto com a parede do invólucro 5 em uma etapa do processo. Por esse motivo, as estruturas de centragem 7 são preferivelmente feitas de plástico. Preferivelmente, as estruturas de centragem 7 de acordo com a invenção são arranjadas na parede do alojamento 5 da câmara de resfriamento brusco em arco 1 paralelas umas às outras e a uma distância uma da outra.

[0034] Preferivelmente, um segundo conjunto de estruturas de centragem 7 está arranjado sobre uma segunda parede do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco 1 localizada oposta a um primeiro conjunto de estruturas de centragem 7 na parede do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco 1, de modo que o elemento de contato móvel 3 esteja posicionado entre dois conjuntos de estruturas de centragem.

[0035] As estruturas de centragem 7 de acordo com a invenção estão, preferivelmente, arranjadas ao lado próximo do contato deslizante 2, que está à direita e à esquerda do contato deslizante 2.

[0036] Na Figura 2, a região em torno do contato deslizante 2, que é a região à esquerda e à direita do contato deslizante 2, está ilustrada. O posicionamento das estruturas de centragem 7 de acordo com a invenção, as quais estão arranjadas à esquerda e à direita do contato deslizante 2, pode ser visto a partir da Figura 2.

[0037] Figura 3 mostra as duas regiões das estruturas de centragem 7 de acordo com a invenção como uma seção transversal a partir do lado. Quando acionado, o elemento de contato móvel 3 é primeiro aceito pela estrutura de centragem 7 e, em seguida, atinge o domo de impacto 8.

[0038] A posição do elemento de contato móvel, quando no estado ligado pode ser visto na Figura 4. A Figura 5 mostra a posição do elemento de contato móvel 3 no estado acionado durante um curto-circuito.

[0039] Como um resultado das estruturas de centragem de acordo com a invenção aqui apresentada, a ponte encontra sempre o domo de impacto simetricamente, e emperramento é evitado. É também o caso em que, devido às estruturas de centragem de acordo com a invenção, a ponte está alinhada centralmente durante um processo de movimento, como um resultado de que, quando na sua posição de desligado, está sempre a uma distância adequada das paredes da câmara. Fusão dentro da câmara de comutação é, assim, impedida.

Claims

1. Dispositivo de comutação com uma câmara de resfriamento brusco em arco (1), no qual um arranjo de contato de um elemento de contato móvel e um fixo (3) é arranjado, em que o elemento de contato móvel (3) é guiado em um contato deslizante (2), caracterizado pelo fato de que o elemento de contato móvel (3) é guiado quando acionado por estruturas de centragem (7) nas paredes do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco (1), em que um segundo conjunto de estruturas de centragem (7) é arranjado em uma segunda parede do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco (1) localizada oposta a um primeiro conjunto de estruturas de centragem (7) em uma primeira parede do alojamento da câmara de resfriamento em arco (1), de modo que o elemento de contato móvel (3) seja posicionado entre dois conjuntos de estruturas de centragem.

2. Dispositivo de comutação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as estruturas de centragem (7) são fabricadas como uma peça com as paredes do alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco (1).

3. Dispositivo de comutação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as estruturas de centragem (7) são feitas de plástico.

4. Dispositivo de comutação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as estruturas de centragem (7) são arranjadas em uma parede de alojamento da câmara de resfriamento brusco em arco (1) paralelas umas às outras e a uma distância uma da outra.

5. Dispositivo de comutação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as estruturas de centragem (6) estão arranjadas ao lado próximo ao contato deslizante (7).

6. Dispositivo de comutação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de comutação é um comutador elétrico.