BR112016008726B1

BR112016008726B1 - Dispositivo de comutação

Info

Publication number: BR112016008726B1
Application number: BR112016008726-7A
Authority: BR
Inventors: Ludwig Niebler; Vadzim Kulinovich; Tobias VIEHAUSER
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2022-04-19
Also published as: BR112016008726A2; EP3028290B1; CN105723493A; US9922780B2; US20170004934A1; WO2015090384A1; EP3028290A1; CN105723493B

Abstract

dispositivo de comutação.a invenção refere-se a um dispositivo de comutação que compreende uma câmara de comutação (1), em que uma peça de comutação estacionária (2) é arranjada oposta a uma peça de comutação móvel (3). a invenção é distinguida pelo fato de que a peça de comutação estacionária (2) é colocada em uma parte portadora plástica (4) e esta combinação de componente da peça de comutação estacionária (2) e da parte portadora plástica (4) é desenhada como um conjunto de peça de comutação trocável.

Description

[001] A invenção refere-se a um dispositivo de comutação com uma câmara de comutação, em que uma peça de comutação estacionária é arranjada oposta a uma peça de comutação móvel.

[002] Dispositivos de comutação, por exemplo, contactores de serviço pesado, em termos puramente mecânico, são classificados para uma vida útil de 10 milhões de ciclos de comutação. Se estes contactores forem usados em seu limite de desenho elétrico, os contatos de comutação irão mostram desgaste muito tempo antes, por exemplo, depois de 1 milhão de ciclos de comutação. Produtores de contactores de alto custo já suprem peças de comutação de substituição. Um cliente pode, então, substituir as peças de comutação desgastadas no contactor, em vez de substituir o completo contactor de alto custo, desse modo, gerando uma economia de custo.

[003] Entretanto, a funcionalidade de peças de comutação trocáveis é sujeita a exigências estruturais em particular. Por exemplo, formação de arco no ponto de comutação, associada com trabalho de comutação normal, resulta na carga térmica excepcionalmente alta das paredes da câmara de comutação. Desta maneira, por exemplo, nenhum termoplástico pode ser empregado na vizinhança do ponto de comutação, já que este irá derreter e pode ser danificado desta maneira.

[004] Entretanto, o uso de termoplásticos para a câmara de comutação é uma opção particularmente atraente, já que o uso deste tipo especial de plástico permite que a câmara de comutação seja configurada com uma estrutura mais finamente reticulada e menor, desse modo, resultando em um contactor geral de desenho mais compacto.

[005] Vários dispositivos de comutação com unidades de contato removíveis já são conhecidos a partir da técnica anterior. EP 0 834 894 B2 descreve um dispositivo de comutação para uma corrente elétrica, em que o arranjo de comutação é provido com um corpo de um material isolante elétrico, e com um primeiro e um segundo contatos estacionários, que são instalados no corpo. O dispositivo de comutação também é provido com um contato móvel, que é acoplado de forma móvel no corpo e seletivamente encaixa com o primeiro e o segundo contatos estacionários, respectivamente, para formar uma conexão elétrica. O dispositivo de comutação também é provido com um arranjo de atuação que incorpora uma contenção ou um alojamento, que contêm um mecanismo de acionamento eletricamente atuado, e que incorporam um elemento que é acoplado de forma desanexável no contato móvel, para a atuação alternada do contato móvel com o qual o último é encaixado, ou desencaixado do primeiro e do segundo contatos estacionários.

[006] Desta maneira, o sistema de comutação é conectado no sistema de atuação por um arranjo vedável, de maneira tal que nenhum dos arcos gerados entre o contato móvel e o primeiro e o segundo contatos estacionários possam escapar do dispositivo de comutação de corrente elétrica, de acordo com o que, o sistema de comutação é configurado como uma unidade individual que pode ser desanexada do sistema de atuação para reparo e substituição.

[007] Um dispositivo de contato com uma unidade de contato trocável é conhecido a partir de DE 1 094 851, em que as peças de contato da linha de alimentação de energia elétrica são presas em uma unidade de base, que é ligada na unidade de contato de maneira tal que, quando a unidade de contato for removida da unidade de base, não é necessário desconectar as linhas de alimentação de energia. Neste arranjo, a unidade de contato trocável, que é preferivelmente configurada por um corpo de contato com contatos estacionários e um elemento de atuação com contatos móveis, é mecanicamente presa na unidade de base por elementos de fixação desanexáveis que cooperam com as peças de contato na unidade de base. Estes elementos de fixação simultaneamente estabelecem a ligação elétrica da unidade de contato com as linhas de alimentação de energia.

[008] Soluções conhecidas a partir da técnica anterior têm uma desvantagem, em que elas ocupam um volume de unidade substancial e/ou em que se exige que o cliente, a seu próprio cuidado, além das peças de comutação, substitua componentes individuais adicionais que podem ser substituídos apenas por pessoal especializado.

[009] Desta maneira, o objetivo da presente invenção é a proposta de um dispositivo de comutação com uma câmara de comutação, que permite a substituição direta das peças de comutação, não obstante a estrutura compacta do dispositivo de comutação.

[0010] Este objetivo é satisfeito por um dispositivo de comutação que tem as características da reivindicação de patente 1. Modalidades vantajosas e desenvolvimentos adicionais, que podem ser aplicados individualmente ou em combinação, são descritos nas reivindicações dependentes.

[0011] O objetivo de acordo com a invenção é satisfeito por um dispositivo de comutação com uma câmara de comutação, em que uma peça de comutação estacionária é arranjada oposta a uma peça de comutação móvel. A invenção é caracterizada em que a peça de comutação estacionária é instalada em uma parte portadora plástica, e esta combinação de componente da peça de comutação estacionária e da parte portadora plástica é configurada como um conjunto de peça de comutação trocável.

[0012] De acordo com a invenção, a peça de comutação estacionária é instalada em um dispositivo de comutação, preferivelmente, em um contactor, em uma parte portadora plástica e, em combinação com o último, forma um inserto da câmara de comutação. Pode ser provido que estas partes da câmara de comutação que, em trabalho de comutação normal, são sujeitas às mesmas influências, sejam moldadas sobre a parte portadora plástica.

[0013] Este conjunto de peça de comutação e parte portadora plástica é desenhado para permitir a substituição muito fácil do mesmo pelo cliente, que pode adquirir este inserto da câmara de comutação como uma parte sobressalente.

[0014] As peças de comutação móveis são montadas em um portador de contato, e também podem ser substituídas juntamente com o último. O portador de contato e a câmara de comutação são construídos ou blindados de maneira tal que eles não sejam danificados por arcos de comutação. Em formas alternativas da modalidade, o inserto da câmara de comutação pode incorporar meio de extinção de arco que inclui, por exemplo, divisores de arco ou cubetas de dissipação de arco, ou telas de metal com várias funções. Dependendo da corrente de serviço nominal e da voltagem de serviço nominal, estes meios de extinção de arco são exigidos para a interrupção de correntes, por exemplo, em um contactor.

[0015] De acordo com a invenção, o inserto da câmara de comutação é construído de maneira tal que ele contenha todos os pontos de desgaste. Como todos os pontos de desgaste são incorporados em uma câmara de comutação do inserto da câmara, não é estruturalmente necessário que outros elementos de alojamento do dispositivo de comutação satisfaçam exigências adicionais em relação à resistência da formação de arco. Desta maneira, há menos restrições na seleção de materiais ou no desenho estrutural. Em decorrência disto, o dispositivo de comutação como um todo pode ser configurado com uma estrutura mais finamente reticulada, desse modo, permitindo construção compacta. No dispositivo de comutação de acordo com a invenção, com conjuntos de peça de comutação trocáveis, exige-se apenas que o cliente substitua os insertos da câmara de comutação que incorporam as peças de comutação móveis e a parte portadora plástica.

[0016] Em uma modalidade particularmente vantajosa da invenção, pode ser provido que a parte portadora plástica seja configurada com dois lados mutuamente paralelos, que são interconectados por meio de um primeiro lado adicional. Em combinação, estes três lados são arranjados em uma configuração em forma de U, o que permite a acomodação da peça de comutação estacionária. Para este fim, a peça de comutação estacionária mostra preferivelmente uma configuração em forma de U, com dois braços e um elemento central de conexão. Provisão estrutural é feita no efeito de que um braço da peça de comutação estacionária fica em contato com o primeiro lado de conexão.

[0017] Também pode ser provido que, em uma distância a partir do, e paralela ao, primeiro lado de conexão, um segundo lado de conexão seja arranjado de maneira tal que, entre o primeiro e o segundo lados de conexão, um rebaixo seja formado, no interior do qual um braço da peça de comutação estacionária em forma de U pode ser inserido. O primeiro lado de conexão e o segundo lado de conexão, arranjado acima do último, formam uma fenda guia, no interior da qual um braço da peça de contato estacionário em forma de U pode ser inserido.

[0018] Em uma modalidade específica da invenção, um conceito de desenho adicional pode ser provido, em que rebaixos mutuamente paralelos para a acomodação de divisores de arco são configurados nos lados mutuamente paralelos. A integração de várias funções na parte portadora plástica permite que este componente seja usado em uma ampla faixa de aplicações, de maneira tal que, mesmo no evento de correntes nominais mais altas e voltagens de serviço nominais mais altas associadas com a interrupção de correntes em um dispositivo de comutação, meio de extinção de arco possa ser instalado na parte portadora plástica.

[0019] Em uma modalidade específica adicional da invenção, um conceito de desenho adicional pode ser provido, em que duas fendas guia mutuamente paralelas para a acomodação de uma cubeta de dissipação de arco são arranjadas nos lados mutuamente paralelos. Estes meios de acomodação também são configurados de maneira tal que a parte portadora plástica seja compatível com correntes de serviço nominais mais altas e voltagens de serviço nominais mais altas.

[0020] Em uma modalidade particularmente preferida da invenção, uma extensão técnica do conceito de desenho de acordo com a invenção pode ser provida, em que a parte portadora plástica é fabricada a partir de um material termoplástico de alta temperatura.

[0021] Em uma modalidade específica da invenção, pode ser provido que a parte portadora plástica seja fabricada a partir de Duroplast.

[0022] A combinação supramencionada de características pode ser especificamente aplicada em um contactor. Entretanto, também é concebível que a presente invenção, especificamente em sua configuração preferida, possa ser usada como um interruptor de circuito de energia. A presente invenção também pode ser configurada como um alimentador de motor compacto.

[0023] O dispositivo de comutação de acordo com a invenção é provido com uma câmara de comutação, na qual peças de comutação estacionárias são arranjadas opostas às peças de comutação móveis. Cada uma das peças de comutação estacionárias é arranjada na parte portadora plástica. Blocos do terminal de conexão laterais podem ser arranjados no dispositivo de comutação. A câmara de comutação é coberta por uma cobertura da câmara de comutação. A fim de substituir o conjunto de peça de comutação trocável, a cobertura da câmara de comutação é removida, o conjunto da peça de comutação é retirado, tanto para a direita quanto para a esquerda, e é substituído.

[0024] O posicionamento das partes portadoras plásticas no dispositivo de comutação é preferivelmente alcançado por meio de um arranjo de trilho e ranhura guia. Também é possível que as peças de comutação móveis sejam igualmente instaladas em um portador de contato e igualmente substituídas desta maneira.

[0025] A parte portadora plástica de acordo com a invenção é preferivelmente configurada com dois lados mutuamente paralelos, que são interconectados por meio de um primeiro lado adicional. Um segundo lado de conexão é preferivelmente arranjado em uma distância a partir do, e paralela ao, primeiro lado de conexão de maneira tal que, entre o primeiro e o segundo lados de conexão, um rebaixo seja formado, no interior do qual um braço de uma peça de comutação estacionária em forma de U pode ser inserido.

[0026] Preferivelmente, rebaixos mutuamente paralelos para a acomodação de divisores de arco são configurados nos lados mutuamente paralelos. Além do mais, fendas guia mutuamente paralelas para a acomodação de uma cubeta de dissipação de arco também podem ser arranjadas nos lados mutuamente paralelos. A parte portadora plástica de acordo com a invenção é preferivelmente fabricada a partir de um material termoplástico de alta temperatura. Especificamente, a parte portadora plástica pode ser fabricada a partir de Duroplast.

[0027] Vantagens e modalidades adicionais da invenção são descritas a seguir em relação às modalidades exemplares e em relação aos desenhos.

[0028] Esquematicamente, estes representam o seguinte: a figura 1 mostra uma representação em perspectiva de um dispositivo de comutação da técnica anterior, com uma câmara de comutação, em que peças de comutação estacionárias e peças de comutação móveis arranjadas em oposição à mesma são arranjadas; a figura 2 mostra uma representação em perspectiva de um dispositivo de comutação de acordo com a invenção, com conjuntos de peça de comutação trocáveis; a figura 3 mostra uma representação em perspectiva explodida de um conjunto de peça de comutação de acordo com a invenção; a figura 4 mostra uma representação em perspectiva de um conjunto de peça de comutação montado de acordo com a invenção.

[0029] A figura 1 representa um dispositivo de comutação da técnica anterior, com uma câmara de comutação 100, na qual as peças de comutação estacionárias 200 são arranjadas opostas às peças de comutação móveis 300. Blocos do terminal de conexão laterais 400 são arranjados no dispositivo de comutação. O dispositivo de comutação é coberto por uma câmara de formação de arco 500. As paredes da câmara de comutação, que também foram afetadas pelo arco de comutação, são acomodadas na câmara de formação de arco 500, que também deve ser substituída quando as peças de comutação forem substituídas.

[0030] A figura 2 mostra um dispositivo de comutação de acordo com a invenção, provido com uma câmara de comutação 1, na qual as peças de comutação estacionárias 2 são arranjadas opostas às peças de comutação móveis 3. Cada uma das peças de comutação estacionárias 2 é arranjada em partes portadoras plásticas 4. Blocos do terminal de conexão laterais 5 podem ser arranjados no dispositivo de comutação. A câmara de comutação 1 é coberta por uma cobertura da câmara de comutação 6. A fim de substituir o conjunto de peça de comutação trocável, a cobertura da câmara de comutação 6 é removida, o conjunto de peça de comutação é retirado, tanto para a direita quanto para a esquerda, e é substituído. O posicionamento das partes portadoras plásticas 4 no dispositivo de comutação é preferivelmente alcançado por meio de um arranjo de trilho e ranhura guia. Também é possível que as peças de comutação móveis 3 sejam igualmente instaladas em um portador de contato, e igualmente substituídas desta maneira.

[0031] A figura 3 representa os componentes individuais de um conjunto de peça de comutação de acordo com a invenção. O conjunto de peça de comutação de acordo com a invenção é provido com uma portadora de plástico 4, que é preferivelmente configurada com dois lados mutuamente paralelos 7, 8, que são interconectados por meio de um primeiro lado adicional 9. Um segundo lado de conexão 10 é arranjado em uma distância a partir do, e paralela ao, primeiro lado de conexão 9 de maneira tal que, entre o primeiro e o segundo lados de conexão 9, 10, um rebaixo 11 seja formado, no interior do qual um braço 12 de uma peça de comutação estacionária em forma de U 2 pode ser inserido. Preferivelmente, rebaixos mutuamente paralelos 13 para a acomodação de divisores de arco 14 são configurados nos lados mutuamente paralelos 7, 8. Além do mais, duas fendas guia mutuamente paralelas 15, 16 para a acomodação de uma cubeta de dissipação de arco 17 podem ser arranjadas nos lados mutuamente paralelos 7, 8 da portadora de plástico 4.

[0032] A figura 4 mostra o conjunto de peça de comutação montado de acordo com a invenção, com os divisores de arco 14 instalados e a cubeta de dissipação de arco 17 em posição.

[0033] O dispositivo de comutação com conjuntos de peça de comutação trocáveis de acordo com a invenção é caracterizado pela facilidade de manuseio durante operações de troca, e também permite a adoção de uma estrutura compacta. Lista dos Números de Referência 100 Câmara de comutação 200 Peças de comutação estacionárias 300 Peças de comutação móveis 400 Blocos do terminal de conexão 500 Câmara de formação de arco 1 Câmara de comutação 2 Peças de comutação estacionárias 4 Partes portadoras plásticas 5 Blocos do terminal de conexão 6 Cobertura da câmara de comutação 7 , 8 Lados 9 Lado de conexão 10 Lado de conexão 11 Rebaixo 12 Braço 13 Rebaixo 14 Divisores de arco 15 , 16 Fendas guia 17 Cubeta de dissipação de arco

Claims

1. Dispositivo de comutação com uma câmara de comutação (1), que é coberta por uma cobertura da câmara de comutação (6) e em que duas peças de comutação estacionária (2) são arranjadas opostas a uma peça de comutação móvel (3), em que as peças de comutação estacionária (2) são, cada uma, instaladas em uma parte portadora plástica (4), e esta combinação de componente da peça de comutação estacionária (2) na parte portadora plástica (4) é configurada como um conjunto de peça de comutação intercambiável; em que, para trocar o conjunto de peça de comutação intercambiável, a cobertura da câmara de comutação (6) é removida em uma primeira direção; caracterizado pelo fato de que: os conjuntos de peça de comutação intercambiável são retirados para a direita e para a esquerda, propiciando perpendicularidade à primeira direção, e consequente intercâmbio.

2. Dispositivo de comutação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte portadora plástica (4) é configurada com dois lados mutuamente paralelos (7, 8), que são interconectados por meio de um primeiro lado adicional (9).

3. Dispositivo de comutação de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que, em uma distância a partir do, e paralela ao, primeiro lado de conexão (9), um segundo lado de conexão (10) é arranjado de maneira tal que, entre o primeiro e o segundo lados de conexão (9, 10), um rebaixo (11) seja formado, no interior do qual um braço (12) de uma peça de comutação estacionária em forma de U (2) pode ser inserido.

4. Dispositivo de comutação de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que rebaixos mutuamente paralelos (13) para a acomodação de divisores de arco (14) são configurados nos lados mutuamente paralelos (7, 8).

5. Dispositivo de comutação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a parte portadora plástica (4) é fabricada a partir de um material termoplástico de alta temperatura.

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 contactor.

7. Dispositivo de comutação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de comutação é um interruptor de circuito de energia.