BR112019020565A2

BR112019020565A2 - comutador de bocal duplo, e, método para comutar corrente contínua e/ou alternada em tecnologia de alta tensão

Info

Publication number: BR112019020565A2
Application number: BR112019020565A
Authority: BR
Inventors: Teichmann Jörg; Jänicke Lutz-Rüdiger; Werning Nils
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2020-04-28
Also published as: CN110537240A; BR112019020565B1; EP3586350A1; WO2018192732A1; DE102017206748A1

Abstract

a invenção se refere a um comutador de bocal duplo (1) e a um método para comutar correntes de alta tensão para um poste. o comutador de bocal duplo (1) compreende pelo menos um primeiro contato (2) compreendendo pelo menos uma primeira e pelo menos uma segunda peça de contato estacionária (3, 4) e pelo menos uma primeira peça de contato de ligação móvel (5), por meio da qual um contato elétrico é estabelecido entre pelo menos uma primeira e pelo menos uma segunda peça de contato estacionária (3, 4) no estado ligado. o comutador de bocal duplo (1) compreende adicionalmente pelo menos um segundo contato (6) compreendendo pelo menos uma terceira e pelo menos uma quarta peça de contato estacionária (7, 8) e pelo menos uma segunda peça de contato de ligação móvel (9), por meio da qual um contato elétrico é estabelecido entre pelo menos uma terceira e pelo menos uma quarta peça de contato estacionária (7, 8) no estado ligado. o pelo menos um primeiro e pelo menos um segundo contato (2, 6) são eletricamente conectados em paralelo.

Description

COMUTADOR DE BOCAL DUPLO, E, MÉTODO PARA COMUTAR CORRENTE CONTÍNUA E/OU ALTERNADA EM TECNOLOGIA DE ALTA TENSÃO [001] A invenção se refere a um comutador de bocal duplo e a um método para comutar altas correntes em tecnologia de alta tensão para um poste. O comutador de bocal duplo compreende pelo menos um primeiro contato que compreende pelo menos uma primeira e pelo menos uma segunda peça de contato fixa e também pelo menos uma primeira peça de contato de ligação móvel por meio das quais, no estado ligado, o contato elétrico é estabelecido entre a pelo menos uma primeira e a pelo menos uma segunda peça de contato fixa.

[002] Um comutador de bocal duplo para tecnologia de alta tensão de acordo com a técnica anterior é conhecido, por exemplo, pela EP 0 830 700 Bl. O comutador de bocal duplo compreende um contato de corrente nominal com duas peças de contato fixas cilíndricas vazias opostas que são cada qual de projeto tipo bocal. Para propósitos de ligação, uma peça de contato de ligação cilíndrica vazia é empurrada sobre as duas peças de contato fixas ou estacionárias de uma maneira tal que contato elétrico seja produzido entre as peças de contato fixas por meio da peça de contato de ligação. Durante desligamento, a peça de contato de ligação cilíndrica vazia é retirada de pelo menos uma peça de contato fixa, até que ela fique a uma distância suficiente da pelo menos uma peça de contato a fim de desconectar confiavelmente o contato elétrico.

[003] O comutador de bocal duplo além disso compreende um aparelho de compressão para gás de extinção, em particular para SFô. O aparelho de compressão tem um pistão de compressão estacionário e um cilindro de compressão móvel. O cilindro de compressão compreende uma base que é arranjada para ser móvel com o cilindro de compressão e, durante ligação, é movimentada de uma maneira tal que as duas peças de contato fixas

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2/18 e a peça de contato de ligação fiquem espacialmente encerradas pelo cilindro de compressão. Durante desligamento, o cilindro de compressão, por meio de sua base, é movimentado de uma maneira tal que a base seja retirada pelo menos de uma peça de contato e seja removida detrás de uma lacuna entre as peças de contato fixas que é formada pela distância fixa entre as peças de contato fixas. A base consiste de e/ou compreende um isolante, por exemplo, Teflon e/ou PCTFE.

[004] Um arco, que pode ser produzido entre as peças de contato durante comutação, é extinto ou interrompido por fluxos de gás de extinção durante comutação pelas peças de contato fixas cilíndricas vazias na forma de bocal e pelo aparelho de compressão. No estado ligado, a máxima corrente possível através do comutador de bocal duplo é limitada, por exemplo, pelo material das peças de contato, o diâmetro condutivo das peças de contato e contato elétrico entre as peças de contato fixas e a peça de contato de ligação. Um aumento na máxima corrente possível na qual o comutador de bocal duplo não é danificado, por meio do aumento no diâmetro condutivo das peças de contato, leva a um aumento na massa a ser movimentada, um aumento no tamanho do comutador de bocal duplo e a um aumento nos custos de produção. O uso de materiais altamente condutores, tal como, por exemplo, na forma de revestimentos de prata em peças de contato compostas, por exemplo, de cobre, aço ou alumínio, para melhorar os contatos leva a um aumento acentuado nos custos de produção. Limites espaciais e financeiros e também propriedades de material tal como condutividade elétrica contra massa levam a limitação do aumento na máxima corrente possível através de um comutador de bocal duplo.

[005] O objetivo da presente invenção é o de especificar um comutador de bocal duplo e também um método para comutar um comutador de bocal duplo, comutador de bocal duplo e método estes que permitem altas correntes através do comutador de bocal duplo a altas tensões de comutação e,

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3/18 em particular, com baixos custos de produção. Um objetivo particular é especificar um comutador de bocal duplo que tenha uma máxima capacidade de transportar corrente aumentada em comparação com a técnica anterior, junto com uma baixa massa a ser movimentada durante comutação, baixos custos de produção, com dimensões compactas e um baixo volume de gás de extinção.

[006] De acordo com a invenção, o objetivo especificado é alcançado por um comutador de bocal duplo para comutar altas correntes em tecnologia de alta tensão para um poste tendo os recursos reivindicados na reivindicação de patente 1 e/ou por um método para comutar corrente contínua e/ou alternada em tecnologia de alta tensão, em particular usando o comutador de bocal duplo supradescrito, como reivindicado na reivindicação de patente 9. Refinamentos vantajosos do comutador de bocal duplo de acordo com a invenção para comutar altas correntes em tecnologia de alta tensão para um poste e/ou do método para comutar corrente contínua e/ou alternada em tecnologia de alta tensão, em particular usando o comutador de bocal duplo supradescrito, são especificados nas reivindicações dependentes. Neste caso, objetos das reivindicações principais podem ser combinados entre si e com recursos de reivindicações dependentes e também recursos das reivindicações dependentes podem ser combinados entre si.

[007] Um comutador de bocal duplo de acordo com a invenção para comutar altas correntes em tecnologia de alta tensão para um poste compreende pelo menos um primeiro contato que compreende pelo menos uma primeira e pelo menos uma segunda peça de contato fixa e também pelo menos uma primeira peça de contato de ligação móvel por meio da qual, no estado ligado, o contato elétrico é estabelecido entre a pelo menos uma primeira e a pelo menos uma segunda peça de contato fixa. O comutador de bocal duplo além disso compreende pelo menos um segundo contato tendo pelo menos uma terceira e tendo pelo menos uma quarta peça de contato fixa

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4/18 e também tendo pelo menos uma segunda peça de contato de ligação móvel por meio da qual, no estado ligado, o contato elétrico é estabelecido entre a pelo menos uma terceira e a pelo menos uma quarta peça de contato fixa, em que o pelo menos um primeiro e o pelo menos um segundo contato são conectados eletricamente em paralelo.

[008] Por causa dos dois contatos que são conectados em paralelo, o comutador de bocal duplo de acordo com a invenção tem uma máxima capacidade de transportar corrente aumentada com baixos custos de produção. O comutador de bocal duplo tem uma baixa massa para ser movimentado durante comutação e pode ser concebido com dimensões compactas e também em um projeto com um baixo volume de gás de extinção.

[009] No estado ligado, o fluxo de corrente através do segundo contato pode ser 20 a 90%, em particular pelo menos 50%, do fluxo de corrente através do primeiro contato. O fluxo de corrente máximo através do comutador de bocal duplo em comparação com os comutadores de bocal duplo conhecidos pela técnica anterior é aumentado na quantidade correspondente. Outros projetos de comutadores de circuito de alta tensão, em particular com uma corrente e contato de arco nominal, em que pelo menos uma peça de contato de corrente nominal e pelo menos um peça de contato de arco são móvel, e em que as peças de contato de arco são projetadas na forma de pino e tulipa com uma baixa capacidade de transportar corrente, e também com um bocal de interrupção extra para o propósito de extinguir arcos, apresentam apenas um aumento no fluxo de corrente máximo de menos que 20%, em particular menos que 10%, do fluxo de corrente através do contato de corrente nominal tubular, em particular por causa do fluxo de corrente através do contato de arco, em comparação com comutadores de bocal duplo conhecidos pela técnica anterior.

[0010] A pelo menos uma primeira e a pelo menos uma segunda peça de contato fixa do comutador de bocal duplo de acordo com a invenção

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5/18 podem ser de projeto oco cilíndrico, em particular projetado em cada caso na forma de um bocal. A pelo menos uma primeira peça de contato de ligação móvel pode ser de projeto oco cilíndrico, em particular de uma maneira intertravada com um diâmetro interno que corresponde substancialmente ao diâmetro externo da pelo menos uma primeira e/ou da pelo menos uma segunda peça de contato fixa.

[0011] Peças de contato vazias cilíndricas têm, junto com uma baixa massa, uma alta capacidade de transportar corrente, dependendo do diâmetro e da espessura da parede do cilindro oco. Uma baixa massa das peças de contato com uma alta capacidade de transportar corrente reduz a massa a ser movimentada durante comutação. Em decorrência disso, rápidos movimentos de comutação, ou seja, curtos tempos de comutação, são possíveis com uma baixa força, em decorrência do que o dimensionamento de elementos da cadeia cinemática e de um acionamento pode ser menor, isto reduzindo custos.

[0012] A pelo menos uma terceira e a pelo menos uma quarta peça de contato fixa pode ser de projeto oco cilíndrico, em particular, projetada em cada caso na forma de uma guia de contato deslizante. A pelo menos uma segunda peça de contato de ligação móvel pode ser de projeto oco cilíndrico, em particular, projetada como um contato deslizante, em particular, de uma maneira intertravada com um diâmetro externo que corresponde substancialmente ao diâmetro interno da pelo menos uma terceira e/ou da pelo menos uma quarta peça de contato fixa. Peças de contato deslizante podem ser produzidas de uma maneira simples e barata, têm um alto grau de confiabilidade durante operação, têm uma longa vida útil e podem ser movimentadas rapidamente. As vantagens de conceber as peças de contato na forma de cilindros ocos são como descritas acima.

[0013] O dito comutador de bocal duplo pode compreender um aparelho de compressão tendo, em particular, pistão de compressão

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6/18 estacionário ou móvel e/ou tendo, em particular, um cilindro de compressão móvel que tem uma base que compreende, em particular, um isolante.

[0014] O aparelho de compressão pode ser arranjado espacialmente na direção radial entre o pelo menos um primeiro e o pelo menos um segundo contato, em particular, no estado ligado do comutador de bocal duplo.

[0015] O aparelho de compressão pode ser projetado para finalizar um arco que pode ser produzido durante comutação. A concepção do pistão de compressão com um isolante como a base do pistão de compressão toma possível isolamento elétrico na região dos contatos entre o primeiro e o segundo contato, e por meio disso impede arcos através da base do pistão de compressão durante comutação.

[0016] O pelo menos um primeiro contato pode ser espacialmente encerrado pelo o pelo menos um segundo contato na direção radial, em particular, no estado ligado do comutador de bocal duplo, em particular com as respectivas câmaras de gás que são designadas aos contatos e que podem ser fluidicamente separadas uma da outra no estado ligado do comutador de bocal duplo.

[0017] O arranjo do primeiro contato no interior do segundo contato, em particular, tubo de contato, resulta em um projeto compacto. Um arco pode ser efetivamente extinto por meio de câmaras de gás que são fluidicamente separadas uma da outra, por exemplo, interrompendo com gás de extinção, e é possível impedir que arcos saltem entre os contatos, em particular, entre o tubo de contato interno e o externo.

[0018] O dito comutador de bocal duplo pode compreender um fluido eletricamente isolante, em particular, um líquido e/ou um gás, em particular, SFô, nitrogênio, ar seco, dióxido de carbono, um fluorcetona e/ou um fluomitrila. O comutador de bocal duplo, em particular, os contatos e/ou o aparelho de compressão, pode ser cheio com o fluido eletricamente isolante, em particular, um líquido e/ou um gás, em particular, SFô, nitrogênio, ar seco,

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7/18 dióxido de carbono, um fluorcetona e/ou um fluomitrila. Fluidos eletricamente isolantes servem para isolar peças de contato uma da outra, em particular, no estado desligado do comutador de bocal duplo, e são adequadas para finalizar arcos, em particular, por finalização.

[0019] Bocais podem ser revestido com material resistente a erosão, em particular, Teflon e/ou PCTFE e/ou grafite, nas extremidades de bocal e/ou compreender esses materiais. Em decorrência disso, a resistência dielétrica do comutador de bocal duplo no estado desligado é aumentada e a produção de arcos durante comutação é reduzida ou a extinção de arcos se toma mais fácil. Pontos de contato de peças de contato podem ser revestidos com material altamente condutor, em particular, prata, e/ou podem ter dispositivos de contato, em particular, dedos de contato. Em decorrência disso, uma alta capacidade de transportar corrente com baixas perdas elétricas se torna possível através dos contatos no estado ligado do comutador de bocal duplo.

[0020] Um método de acordo com a invenção para comutar corrente contínua e/ou alternada em tecnologia de alta tensão, em particular, usando um comutador de bocal duplo como aqui descrito, compreende, durante ligação, pelo menos uma primeira peça de contato de ligação móvel de pelo menos um primeiro contato sendo movimentada de uma primeira posição, em contato elétrico com uma segunda peça de contato fixa e sem contato elétrico com uma primeira peça de contato fixa, em particular, com a primeira peça de contato de ligação encerrando espacialmente a segunda peça de contato, para uma segunda posição, com contato elétrico entre a primeira e a segunda peça de contato por meio da primeira peça de contato de ligação, em particular, com a primeira peça de contato de ligação espacialmente encerrando pelo menos parcialmente tanto a primeira quanto também a segunda peça de contato, e em que pelo menos uma segunda peça de contato de ligação móvel de pelo menos um segundo contato é movimentada de uma primeira posição,

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8/18 em contato elétrico com uma quarta peça de contato fixa e sem contato elétrico com uma terceira peça de contato fixa, em particular, com a quarta peça de contato espacialmente encerrando pelo menos parcialmente a peça de contato de ligação, para uma segunda posição, com contato elétrico entre a terceira e a quarta peça de contato por meio da segunda peça de contato de ligação, em particular, com a segunda peça de contato de ligação sendo respectivamente parcialmente encerrada espacialmente tanto pela terceira quanto também pela quarta peça de contato.

[0021] Durante ligação, o primeiro e o segundo contato podem ser fechados ao mesmo tempo. Como uma alternativa, durante ligação, o primeiro e o segundo contato podem ser fechados um após o outro, em particular, em uma ordem na qual o segundo contato é fechado mais tarde que o primeiro contato.

[0022] Durante desligamento, o pelo menos uma primeira peça de contato de ligação móvel de o pelo menos um primeiro contato pode ser movimentada de uma segunda posição, com contato elétrico entre a primeira e a segunda peça de contato por meio da primeira peça de contato de ligação, para uma primeira posição, com contato elétrico da primeira peça de contato de ligação com a segunda peça de contato fixa e sem contato elétrico com a primeira peça de contato fixa, e em que o pelo menos uma segunda peça de contato de ligação móvel do pelo menos um segundo contato pode ser movimentada de uma segunda posição, com contato elétrico entre a terceira e a quarta peça de contato por meio da segunda peça de contato de ligação, para uma primeira posição, com contato elétrico da peça de contato de ligação com a quarta peça de contato fixa e sem contato elétrico com a terceira peça de contato fixa.

[0023] Durante desligamento, o primeiro e o segundo contato podem ser abertos ao mesmo tempo. Como uma alternativa, durante desligamento, o primeiro e o segundo contato podem ser abertos um após o outro, em

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9/18 particular, em uma ordem na qual o segundo contato é aberto antes do primeiro contato.

[0024] Durante fechamento do primeiro contato, um cilindro de compressão móvel, por meio de sua base, pode ser movimentado sobre a primeira, em particular, a primeira e a segunda peça de contato do primeiro contato ao mesmo tempo ou após o dito fechamento e antes de o segundo contato ser fechado, em particular, para o propósito de extinção de um arco entre a primeira e a segunda peça de contato. Durante abertura do primeiro contato, o cilindro de compressão móvel, por meio de sua base, pode ser movimentado para fora da primeira, em particular da primeira e da segunda, peça de contato do primeiro contato ao mesmo tempo ou depois da dita abertura e após o segundo contato ser aberto, em particular, para o propósito de extinção de um arco entre a primeiro e a segunda peça de contato.

[0025] As vantagens do método de acordo com a invenção para comutar corrente contínua e/ou alternada em tecnologia de alta tensão, em particular, usando um comutador de bocal duplo supradescrito, como reivindicado na reivindicação 9, são análogas às vantagens supradescritas do comutador de bocal duplo de acordo com a invenção para comutar altas correntes em tecnologia de alta tensão para um poste como reivindicado na reivindicação 1, e vice-versa.

[0026] Uma modalidade exemplar da invenção será ilustrada esquematicamente nas figuras 1 e 2 a seguir e será descrita e mais detalhe no texto seguinte.

[0027] Nas figuras, a figura 1 mostra esquematicamente, em uma vista seccional de um poste, um comutador de bocal duplo 1 de acordo com a invenção no estado ligado, com dois contatos fechados 2, 6 que são conectados em paralelo, e a figura 2 mostra esquematicamente, em uma vista seccional, o

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10/18 comutador de bocal duplo 1 da figura 1 no estado desligado, com dois contatos abertos 2, 6.

[0028] A Figura 1 ilustra esquematicamente, em uma vista seccional, um comutador de bocal duplo 1 de acordo com a invenção, tendo um primeiro e tendo um segundo contato 2, 6, no estado fechado, ou seja, ligado. O comutador de bocal duplo 1 é projetado para comutar altas tensões, em particular, tensões CC e/ou CA de até 800 kV, e para comutar correntes na faixa de até 500 kA. O primeiro contato 2 do comutador de bocal duplo 1 tem duas peças de contato vazias cilíndricas estacionárias 3, 4 e uma primeira peça de contato de ligação móvel 5. As duas peças de contato vazias cilíndricas 3, 4 são de projeto tubular, com um eixo geométrico longitudinal comum. Duas extremidades das peças de contato 3, 4 são arranjadas opostas uma à outra, com uma lacuna entre as extremidades, lacuna esta, em relação ao seu tamanho, que é projetada dependendo da máxima tensão a ser comutada, para uma alta resistência dielétrica no estado desligado sem centelhas de tensão. As extremidades são revestidas com um material resistente a erosão, por exemplo, com Teflon ou PCTFE, a fim de minimizar erosão causada por arcos durante comutação.

[0029] As extremidades das peças de contato vazias cilíndricas 3, 4 são projetadas em cada caso na forma de um bocal, ou seja, com uma seção transversal interna que se afunila em direção à extremidade. Arcos que são produzidos durante comutação podem ser efetivamente interrompidos ou extintos por gás de extinção, em particular, SFô, por meio dos bocais. A primeira e a segunda peça de contato 3, 4 são cada qual arranjadas ou presas de uma maneira espacialmente fixa, ou seja, arranjada de maneira tal que elas não possam ser movimentadas no comutador de bocal duplo 1, no lado que é oposto às extremidades opostas. As peças de contato 3, 4 são arranjadas e projetadas com simetria de imagem especular, com um eixo geométrico especular perpendicular em relação ao eixo geométrico longitudinal das peças

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11/18 de contato vazias cilíndricas 3, 4, e têm seções transversais idênticas, em particular, uma seção transversal externa idêntica. As peças de contato vazias cilíndricas podem ser projetadas com um diâmetro de 50 a 200 mm, em particular, 80 a 150 mm. As peças de contato 3, 4 são projetadas de um metal altamente condutor, em particular, cobre, alumínio ou aço. As áreas de contato com outras peças de contato podem ser revestidas com prata e/ou compreender carbono para os propósitos de bom contato elétrico com baixas perdas elétricas através do contato.

[0030] A primeira peça de contato de ligação 5 é de projeto ococilíndrico ou tubular, com um diâmetro interno que corresponde substancialmente ao diâmetro externo da primeira e da segunda peça de contato 3, 4. A primeira peça de contato de ligação 5 e a primeira e a segunda peça de contato 3, 4 têm um eixo geométrico longitudinal comum. A primeira peça de contato de ligação 5 é arranjada de maneira tal que ela seja móvel ao longo do eixo geométrico longitudinal. No estado ligado, a primeira peça de contato de ligação 5 é puxada através das extremidades das peças de contato 3, 4 ou encerra espacialmente as ditas extremidades. Em uma extremidade, a primeira peça de contato de ligação 5 é conectada a um acionamento, que não está ilustrado nas figuras por questão de simplicidade, por meio de elementos de um cadeia cinemática. Durante comutação, um movimento de comutação é transmitido para a primeira peça de contato de ligação 5 por meio do acionamento e elementos da cadeia cinemática.

[0031] Elementos de contato na forma de dedos de contato podem, por exemplo, ser arranjados em uma extremidade da primeira peça de contato de ligação 5, extremidade esta que é situada oposta à extremidade com elementos da cadeia cinemática, para bom contato elétrico entre a primeira peça de contato de ligação 5 e a primeira peça de contato 3 do primeiro contato 2. Na região da segunda peça de contato 4 do primeiro contato 2 no estado ligado, elementos de contato na forma de dedos de contato, molas e/ou

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12/18 anéis de deslizamento, por exemplo, podem similarmente ser arranjados na primeira peça de contato de ligação 5, para bom contato elétrico entre a primeira peça de contato de ligação 5 e a segunda peça de contato 4 do primeiro contato 2.

[0032] No estado ligado, um aparelho de compressão 10 para gás de extinção, em particular, para SFô ou ar seco, é arranjado em tomo do contato

2. O aparelho de compressão 10 tem um pistão de compressão estacionário 11 e um cilindro de compressão móvel 12. O pistão de compressão 11 é arranjado de uma maneira rotacionalmente simétrica em tomo da segunda peça de contato 4, entre a segunda peça de contato 4 e o cilindro de compressão 12. O cilindro de compressão 12 compreende, na extremidade que fica voltada para primeira peça de contato 3, uma base 13 que é fixamente conectada ao cilindro de compressão 12 e fechado, em particular, de uma maneira hermética a fluido com a primeira peça de contato 3. A base 13 é arranjada de maneira tal que ela seja móvel ao longo do eixo geométrico longitudinal com o cilindro de compressão 12. A base consiste, em particular, de material eletricamente isolante resistente a erosão, por exemplo, Teflon ou PCTFE.

[0033] Um segundo contato 6, no estado ligado, encerra espacialmente o primeiro contato 2 e o aparelho de compressão 10. O segundo contato 6, analogamente ao primeiro contato 2, tem duas peças de contato fixas 7, 8, ou seja, uma terceira e uma quarta peça de contato espacialmente fixa 7, 8 e também uma segunda peça de contato de ligação móvel 9.

[0034] A terceira peça de contato 7 e a quarta peça de contato 8 são de projeto tubular ou oco cilíndrico, e projetadas e arranjadas analogamente às primeira e segunda peça de contato 3, 4 com simetria de imagem especular ao longo de um eixo geométrico especular perpendicular em relação ao eixo geométrico longitudinal comum das peças de contato 7, 8. As peças de

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13/18 contato 7, 8 são arranjadas opostas uma à outra por meio de uma extremidade em cada caso, e por meio da respectiva outra extremidade, em particular, extremidade de tubo, são espacialmente firmemente presas ou fixas no comutador de bocal duplo 1. A primeira peça de contato 3 é arranjada centralmente no interior da terceira peça de contato tubular 7 na direção radial. A segunda peça de contato 4 é arranjada centralmente no interior da quarta peça de contato tubular 8 na direção radial.

[0035] A segunda peça de contato de ligação 9 é de projeto ococilíndrico ou tubular com um diâmetro externo que é substancialmente igual ao diâmetro interno das peças de contato 7, 8 do segundo contato 6. A segunda peça de contato de ligação 9 é, em particular, como um contato deslizante, arranjada de maneira tal que ela seja móvel nas peças de contato 7, do segundo contato 6. No estado ligado do comutador de bocal duplo 1, como é mostrado na figura 1, a segunda peça de contato de ligação 9 conecta a lacuna entre a terceira peça de contato 7 e a quarta peça de contato 8, em decorrência do que o segundo contato 6 é eletricamente fechado. A segunda peça de contato de ligação móvel 9 desliza, durante comutação, na quarta peça de contato 8 e, no estado ligado, se salienta por meio de uma extremidade até a terceira peça de contato 7 de uma maneira intertravada. Aparelhos de contato, tais como dedos de contato, anéis deslizantes e/ou molas, por exemplo, podem ser providos para bom contato elétrico entre a segunda peça de contato de ligação 9 e a terceira peça de contato 7 e/ou entre a segunda peça de contato de ligação 9 e a quarta peça de contato 8, para bom contato elétrico entre as peças de contato 7, 8, 9, em particular, no estado ligado.

[0036] O aparelho de compressão 10 é arranjado entre o primeiro e o segundo contato 2, 6 na direção radial. A segunda peça de contato de ligação pode ser conectada, em particular, de uma maneira intertravada ao cilindro de compressão móvel 12 e pode ser movimentada por meio de elementos da

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14/18 cadeia cinemática durante comutação ou, como a peça de contato móvel 9, pode ser diretamente conectada aos elementos da cadeia cinemática para movimentação durante comutação. As peças de contato 3, 4, 5, 7, 8, 9 são compostas de um material altamente condutor, por exemplo, cobre, alumínio ou aço.

[0037] A Figura 2 mostra uma vista secional esquemática do comutador de bocal duplo 1 da figura 1 no estado desligado, com dois contatos abertos 2, 6 mostrados. Ao contrário do estado ligado, como é mostrado na figura 1, o primeiro contato 2 e o segundo contato 6 são eletricamente e/ou mecanicamente interrompidos no estado desligado do comutador de bocal duplo 1, como é mostrado na figura 2. A primeira peça de contato de ligação 5 e a segunda peça de contato de ligação 9 e também o aparelho de compressão 10 com o cilindro de compressão móvel 12 e a base 13 do cilindro de compressão 12 são arranjados a uma distância da primeira peça de contato 3 e da terceira peça de contato 7, em particular, completamente em tomo da segunda peça de contato 4, no lado do comutador de bocal duplo 1 no qual a quarta peça de contato 8 é localizada.

[0038] Durante ligação, o primeiro contato 2 é fechado movendo a primeira peça de contato de ligação 5 da segunda peça de contato 4 na direção da primeira peça de contato 3 até que contato elétrico seja feito entre as peças de contato 3, 4, 5, em particular, as peças de contato 3 e 5. As peças de contato vazias cilíndricas 3, 4, 5 formam, em particular, um tubo fechado na região do primeiro contato 2. Ao mesmo tempo ou com um atraso de tempo, em particular, antes de a primeira peça de contato de ligação 5, o cilindro de compressão 12, por meio da base 13, ser puxado ou empurrado, ou seja, movimentado, sobre a primeira peça de contato 3 por meio da primeira peça de contato de ligação 5, e gás de extinção escoe através da primeira e da segunda peça de contato tipo bocal vazia-cilíndrica e também através da primeira peça de contato de ligação 5. Um arco, que pode ser produzido entre

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15/18 a primeira peça de contato de ligação 5 e a primeira peça de contato 3, em particular, no tubo fechado durante comutação, pode ser extinto por um fluxo de gás. Durante ligação, gás de extinção escoa por meio do pistão de compressão estacionário 11 para o aparelho de compressão 10, e portanto através da primeira peça de contato de ligação 5 e da primeira peça de contato 3 no cilindro de compressão 12 com a base 13. Um arco, que pode ser produzido entre a primeira peça de contato de ligação 5 e a primeira peça de contato 3 fora, em particular, do tubo fechado durante ligação, é extinto pelo fluxo de gás de extinção.

[0039] O segundo contato 6 é fechado ao mesmo tempo ou após o primeiro contato 2 ser fechado. A segunda peça de contato de ligação 9 é movimentada, em particular, para fora da quarta peça de contato 8 na direção da terceira peça de contato 7 até que contato elétrico e, em particular, também mecânico, seja produzido entre a peça de contato de ligação 9 e a terceira peça de contato 7, em particular, a peça de contato de ligação 9 é empurrada para a terceira peça de contato. Os contatos 2, 6 são fechados e corrente escoa através do primeiro e do segundo contato 2, 6. O comutador de bocal duplo 1 é ligado, como é mostrado na figura 1, e um alto fluxo de corrente máximo através de ambos os contatos 2, 6 na região de, em particular, 500 kA é possível.

[0040] Durante desligamento, o primeiro contato 2 é aberto movendo a primeira peça de contato de ligação 5 para fora da primeira peça de contato 3 na direção da segunda peça de contato 4 até que contato elétrico entre as peças de contato 3, 4, 5, em particular, as peças de contato 3 e 5, seja confiavelmente interrompido, com uma distância entre as peças de contato 4, 5 e a peça de contato 3 dependendo da máxima tensão aplicada, sem que centelhas elétricas sejam capazes de ser produzidas. Um lacuna cheia, em particular, com gás de extinção é formada entre as peças de contato 4, 5 e a peça de contato 3. Ao mesmo tempo ou com um atraso de tempo, em

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16/18 particular, após a primeira peça de contato de ligação 5, o cilindro de compressão 12, por meio da base 13, ser puxada ou empurrada, ou seja, movimentada, para fora da primeira peça de contato 3 por meio da primeira peça de contato de ligação 5, e gás de extinção pode escoar através da primeira e/ou segunda peça de contato tipo bocal vazia-cilíndrica. Um arco, que pode ser produzido entre a primeira peça de contato de ligação 5 e a primeira peça de contato 3 durante comutação, é extinto pelo fluxo de gás de extinção. Além disso, um arco pode ser removido das peças de contato 3, 4 pela base 13 por causa do movimento da base 13 para fora da primeira peça de contato 3 na direção da segunda peça de contato 4.

[0041] O segundo contato 6 é aberto antes ou ao mesmo tempo que o primeiro contato 2 é aberto. A segunda peça de contato de ligação 9 é movimentada, em particular, para fora da terceira peça de contato 7 na direção de e, em particular, para a quarta peça de contato 8 até que contato elétrico e, em particular, também mecânico, não seja mais produzido entre a peça de contato de ligação 9 e a terceira peça de contato 7, em particular, a peça de contato de ligação 9 é empurrada para a quarta peça de contato 8. Os contatos 2, 6 são abertos e o fluxo de corrente através do primeiro e do segundo contato 2, 6, ou seja, o comutador de bocal duplo 1, é interrompido. O comutador de bocal duplo 1 é desligado, como é mostrado na figura 2, e uma alta resistência dielétrica do estado desconectado dos dois contatos 2, 6 na faixa, em particular, de até 800 kV é possível.

[0042] As modalidades exemplares supradescritas podem ser combinadas um com a outra e/ou podem ser combinadas com a técnica anterior. O comutador de bocal duplo 1 das figuras 1 e 2 é projetado para comutar para um poste. No caso, por exemplo, de um projeto de três postes, três comutadores de bocal duplos 1 de acordo com a invenção que são arranjados um próximo ao outro são usados em particular. Para os propósito de aumentar ainda mais a máxima corrente possível, dois ou mais

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17/18 comutadores de bocal duplo 1 podem ser conectados em paralelo para um poste. Para o propósito de aumentar a resistência dielétrica no estado desligado, dois ou mais comutadores de bocal duplo 1 podem ser conectados em série para um poste. Adicionalmente, ou como uma alternativa ao Teflon e/ou PCTFE, materiais adicionais, tal como plástico, por exemplo, podem ser usados para elementos de isolamento, tal como a base 13, por exemplo. Grafite ou outros materiais podem servir como materiais resistentes a erosão, por exemplo, nas extremidades das peças de contato 3, 4. As peças de contato 3, 4, 5, 7, 8, 9 podem ser fabricadas em uma parte ou de diversas peças. Em particular, dispositivos de contato e/ou deslizamento, tais como dedos de contato, anéis ou revestimentos de metal ou Teflon, podem ser encerrados pelas peças de contato 3, 4, 5, 7, 8, 9 e/ou o aparelho de compressão 10. Diferentes ordens de movimento e/ou comutação são possíveis, em particular, durante movimentação das peças de contato de ligação 5 e 9 e também do cilindro de compressão 12 com a base 13. Elementos do comutador de bocal duplo 1 podem também ser movimentadas independentemente um do outro, em particular, por meio de elementos de engrenagem com um tempo de atraso ou ao mesmo tempo.

Lista de símbolos de referência comutador de bocal duplo

Primeiro contato

Primeira peça de contato fixa

Segunda peça de contato fixa

Primeira peça de contato de ligação

Segundo contato

Terceira peça de contato fixa

Quarta peça de contato fixa

Segunda peça de contato de ligação

Aparelho de compressão

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Pistão de compressão estacionário

Cilindro de compressão móvel

Base do cilindro de compressão, isolante

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Comutador de bocal duplo (1) para comutar altas correntes em tecnologia de alta tensão para um poste, tendo pelo menos um primeiro contato (2) que compreende pelo menos uma primeira e pelo menos uma segunda peça de contato fixa (3, 4) e também pelo menos uma primeira peça de contato de ligação móvel (5) por meio da qual, no estado ligado, o contato elétrico é estabelecido entre pelo menos uma primeira e pelo menos uma segunda peça de contato fixa (3,4), caracterizado pelo fato de que o dito comutador de bocal duplo compreende pelo menos um segundo contato (6) tendo pelo menos uma terceira e tendo pelo menos uma quarta peça de contato fixa (7, 8) e também tendo pelo menos uma segunda peça de contato de ligação móvel (9) por meio da qual, no estado ligado, o contato elétrico é estabelecido entre pelo menos uma terceira e pelo menos uma quarta peça de contato fixa (7, 8), em que pelo menos um primeiro e pelo menos um segundo contato (2, 6) são conectados eletricamente em paralelo.
2. Comutador de bocal duplo (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma primeira e pelo menos uma segunda peça de contato fixa (3, 4) são de projeto oco cilíndrico, em particular, projetadas em cada caso na forma de um bocal, e/ou em que pelo menos uma primeira peça de contato de ligação móvel (5) é de projeto oco cilíndrico, em particular, de uma maneira intertravada com um diâmetro interno que corresponde substancialmente ao diâmetro externo da pelo menos uma primeira e/ou da pelo menos uma segunda peça de contato fixa (3, 4).
3. Comutador de bocal duplo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que

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2/6 pelo menos uma terceira e pelo menos uma quarta peça de contato fixa (7, 8) são de projeto oco cilíndrico, em particular, projetadas em cada caso na forma de uma guia de contato deslizante, e/ou em que pelo menos uma segunda peça de contato de ligação móvel (9) é de projeto oco cilíndrico, em particular, projetadas como um contato deslizante, em particular, de uma maneira intertravada com um diâmetro externo que corresponde substancialmente ao diâmetro interno da pelo menos uma terceira e/ou pelo menos uma quarta peça de contato fixa (7, 8).
4. Comutador de bocal duplo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito comutador de bocal duplo compreende um aparelho de compressão (10) tendo, em particular, um pistão de compressão estacionário ou móvel (11), e/ou tendo, em particular, um cilindro de compressão móvel (12) que tem uma base (13) que compreende, em particular, um isolante.
5. Comutador de bocal duplo (1) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o aparelho de compressão (10) é arranjado espacialmente na direção radial entre o pelo menos um primeiro e o pelo menos um segundo contato (2, 6), em particular, no estado ligado do comutador de bocal duplo d).
6. Comutador de bocal duplo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que pelo menos um primeiro contato (2) é espacialmente encerrado pelo o pelo menos um segundo contato (6) na direção radial, em particular, no estado ligado do comutador de bocal duplo (1), em particular, com as respectivas câmaras de gás que são atribuídas aos contatos (2, 6) e que são

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3/6 fluidicamente separadas uma da outra no estado ligado do comutador de bocal duplo (1).
7. Comutador de bocal duplo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito comutador de bocal duplo compreende um fluido eletricamente isolante, em particular, um líquido e/ou um gás, em particular, SFô, nitrogênio, ar seco, dióxido de carbono, um fluorcetona e/ou uma fluomitrila, e/ou em que o comutador de bocal duplo (1), em particular, os contatos (2, 3) e/ou o aparelho de compressão (10), são cheios com o fluido eletricamente isolante, em particular, um líquido e/ou um gás, em particular, SFô, nitrogênio, ar seco, dióxido de carbono, um fluorcetona e/ou um fluomitrila.
8. Comutador de bocal duplo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que bocais são revestidos com material resistente a erosão, em particular, Teflon e/ou PCTFE e/ou grafite, nas extremidades de bocal e/ou compreendem, em particular, Teflon e/ou PCTFE e/ou grafite nas extremidades de bocal, e/ou em que pontos de contato de peças de contato são revestidos com material altamente condutor, em particular, prata, e/ou têm dispositivos de contato, em particular, dedos de contato.
9. Método para comutar corrente contínua e/ou alternada em tecnologia de alta tensão, em particular, usando um comutador de bocal duplo (1) como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que durante ligação, pelo menos uma primeira peça de contato de ligação móvel (5) de pelo menos um primeiro contato (2) é movimentada de uma primeira posição, em contato elétrico com uma segunda peça de contato

Petição 870190097832, de 30/09/2019, pág. 29/34 fixa (4) e sem contato elétrico com uma primeira peça de contato fixa (3), em particular, com a primeira peça de contato de ligação (5) encerrando espacialmente a segunda peça de contato (4), para uma segunda posição, com contato elétrico entre a primeira e a segunda peça de contato (3, 4) por meio da primeira peça de contato de ligação (5), em particular, com a primeira peça de contato de ligação (5) encerrando espacialmente pelo menos parcialmente tanto a primeira quanto também a segunda peça de contato (3, 4), e em que pelo menos uma segunda peça de contato de ligação móvel (9) de pelo menos um segundo contato (6) é movimentada de uma primeira posição, em contato elétrico com uma quarta peça de contato fixa (8) e sem contato elétrico com uma terceira peça de contato fixa (7), em particular, com a quarta peça de contato (8) encerrando espacialmente pelo menos parcialmente a peça de contato de ligação (9), para uma segunda posição, com contato elétrico entre a terceira e a quarta peça de contato (7, 8) por meio da segunda peça de contato de ligação (9), em particular, com a segunda peça de contato de ligação (9) sendo respectivamente parcialmente encerrada espacialmente tanto pela a terceira quanto também pela quarta peça de contato (7, 8).
10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que durante ligação, o primeiro e o segundo contato (2, 6) são fechados ao mesmo tempo.
11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que durante ligação, o primeiro e o segundo contato (2, 6) são fechados um após o outro, em particular, em uma ordem na qual o segundo contato (6) é fechado mais tarde que o primeiro contato (2).
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que

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5/6 durante desligamento, pelo menos uma primeira peça de contato de ligação móvel (5) de pelo menos um primeiro contato (2) é movimentada de uma segunda posição, com contato elétrico entre a primeira e a segunda peça de contato (3, 4) por meio da primeira peça de contato de ligação (5), para uma primeira posição, com contato elétrico da primeira peça de contato de ligação (5) com a segunda peça de contato fixa (4) e sem contato elétrico com a primeira peça de contato fixa (3), e em que pelo menos uma segunda peça de contato de ligação móvel (9) de pelo menos um segundo contato (6) é movimentada de uma segunda posição, com contato elétrico entre a terceira e a quarta peça de contato (7, 8) por meio da segunda peça de contato de ligação (9), para uma primeira posição, com contato elétrico da peça de contato de ligação (9) com a quarta, peça de contato fixa (8) e sem contato elétrico com a terceira peça de contato fixa (7).
13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que durante desligamento, o primeiro e o segundo contato (2, 6) são abertos ao mesmo tempo.
14. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que durante desligamento, o primeiro e o segundo contato (2, 6) são abertos um após o outro, em particular, em uma ordem na qual o segundo contato (6) é aberto antes do primeiro contato (2).
15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 14, caracterizado pelo fato de que durante fechamento do primeiro contato (2), um cilindro de compressão móvel (12), por meio de sua base (13), é movimentado sobre a primeira, em particular, a primeira e a segunda peça de contato (3, 4) do primeiro contato (2) ao mesmo tempo ou após o dito fechamento e antes de o

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6/6 segundo contato (6) ser fechado, em particular, para o propósito de interrupção de um arco entre a primeira e a segunda peça de contato (3, 4) e/ou em que, durante abertura do primeiro contato (2), o cilindro de compressão móvel (12), por meio de sua base (13), é movimentado para fora da primeira, em particular da primeira e da segunda, peça de contato (3, 4) do primeiro contato (2) ao mesmo tempo ou após a dita abertura e depois de o segundo contato (6) ser aberto, em particular, para o propósito de finalização de um arco entre a primeira e a segunda peça de contato (3, 4).