BR112019021633A2

BR112019021633A2 - arranjo para comutação de altas correntes, e, método para comutação de corrente contínua e/ou corrente alternada em engenharia de alta tensão.

Info

Publication number: BR112019021633A2
Application number: BR112019021633A
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: 2020-05-19
Also published as: EP3590123B1; CN116978728A; BR112019021633B1; WO2018192733A1; CN110537237A; EP3590123A1; EP3590123C0; DE102017206749A1

Abstract

a invenção refere-se a um arranjo (1) e a um método para comutação de altas correntes em engenharia de alta tensão para um polo, tendo pelo menos um primeiro e tendo pelo menos um segundo contato (2, 3). um contato (2, 3) tem pelo menos duas peças de contato, que estão em contato elétrico e/ou mecânico entre si no estado de comutação fechado. o pelo menos um primeiro contato (2) é arranjado em um primeiro alojamento (4) e o pelo menos um segundo contato (3) é arranjado em um segundo alojamento(4). o pelo menos um primeiro e o pelo menos um segundo contato são, cada um, configurados como contatos de corrente nominal conectados em paralelo entre si. ao comutar o pelo menos um primeiro contato de corrente nominal (2), o pelo menos um segundo contato de corrente nominal (3) está sempre no estado de comutação aberto.

Description

ARRANJO PARA COMUTAÇÃO DE ALTAS CORRENTES, E, MÉTODO PARA COMUTAÇÃO DE CORRENTE CONTÍNUA E/OU CORRENTE ALTERNADA EM ENGENHARIA DE ALTA TENSÃO

[001] A invenção refere-se a um arranjo e a um método para comutação de altas correntes em engenharia de alta tensão para um polo, tendo pelo menos um primeiro e tendo pelo menos um segundo contato. Um contato tem pelo menos duas peças de contato, que estão em contato elétrico e/ou mecânico entre si no estado de comutação fechado. O pelo menos um primeiro contato é arranjado em um primeiro alojamento e o pelo menos um segundo contato é arranjado em um segundo alojamento.

[002] Um arranjo para comutação de altas correntes em engenharia de alta tensão é revelado, por exemplo, na EP 0 024 252 AL Nesse arranjo um disjuntor de alta tensão compreende dois contatos, um primeiro e um segundo contato, cada um com duas peças de contato. O primeiro contato é arranjado em um alojamento isolado como um ponto de comutação principal. O segundo contato é conectado em série com um resistor como um ponto de comutação auxiliar e arranjado juntamente com a resistência em um alojamento isolado. A resistência é usada durante comutação como uma resistência a partida. Se ambos contatos são abertos, primeiro de tudo, o segundo contato, isto é, o ponto de comutação auxiliar, é fechado com uma resistência enquanto o primeiro contato, isto é, o ponto de comutação principal, é aberto. A resistência serve para limitar o fluxo de corrente através do ponto de comutação auxiliar.

[003] Ao fechar o ponto de comutação principal o ponto de comutação auxiliar é contornado e a corrente flui principalmente através do ponto de comutação principal, que é projetado como um contato de corrente nominal. Um contato de corrente nominal a seguir significa que o contato é projetado para transportar altas intensidades de corrente. A limitação da intensidade de corrente através do ponto de comutação auxiliar, com o auxílio

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 9/32

2/17 da resistência em série com o ponto de comutação auxiliar, permite que o ponto de comutação auxiliar seja projetado para baixas intensidades de corrente. Isso permite menores diâmetros das peças de contato do ponto de comutação auxiliar e assim que massas menores sejam usadas, que podem ser mais facilmente aceleradas e portanto comutadas mais rapidamente em comparação a contatos de corrente nominal. Por analogia a disjuntores de alta tensão com contatos de arco e de corrente nominal, no estado ativado um fluxo de corrente ocorre substancialmente através do contato de corrente nominal, e o ponto de comutação auxiliar conectado em série com o resistor é provido para reduzir arcos durante a comutação de operação. A comutação do primeiro contato, isto é, do contato de corrente nominal, sempre ocorre com um segundo contato fechado, isto é, com um ponto de comutação auxiliar fechado.

[004] O fluxo máximo de corrente através dos arranjos para comutação de altas correntes, e assim a comutação de capacidade do disjuntor de alta tensão, é substancialmente determinado pelo contato de corrente nominal. No estado ativado, o segundo contato com o resistor, isto é, o ponto de comutação auxiliar, é contornado pelo primeiro contato, isto é, o contato de corrente nominal. Um aumento no fluxo máximo de corrente e na tensão máxima de comutação do disjuntor de alta tensão são substancialmente limitados pelas opções de projeto para o contato de corrente nominal.

[005] O objetivo da presente invenção é especificar um arranjo e um método para comutação de altas correntes em engenharia de alta tensão. Em particular, o objetivo é aumentar, de maneira simples e custo-eficaz, o fluxo máximo de corrente e/ou a tensão máxima a ser comutada em comparação a arranjos para comutação de que são conhecidos na técnica anterior.

[006] O objetivo especificado é alcançado de acordo com a invenção por um arranjo para comutação de altas correntes em engenharia de alta tensão para um polo tendo as características de acordo com a reivindicação de

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 10/32

3/17 patente 1, um arranjo para comutação tendo as características de acordo com a reivindicação de patente 10, e/ou por um método para comutação de corrente contínua e/ou corrente alternada em engenharia de alta tensão, em particular usando o arranjo previamente descrito, de acordo com a reivindicação de patente 11. Modalidades vantajosas do arranjo de acordo com a invenção para comutação de altas correntes em engenharia de alta tensão, e/ou do método para comutação de corrente CC e/ou CA em engenharia de alta tensão, em particular usando o arranjo previamente descrito, são especificadas nas reivindicações dependentes. Nessas, objetos das reivindicações independentes podem ser combinados entre si e com características de reivindicações dependentes, e características das reivindicações dependentes podem ser combinadas entre si.

[007] Um arranjo de acordo com a invenção para comutação de altas correntes em engenharia de alta tensão para um polo compreende pelo menos um primeiro e pelo menos um segundo contato, um contato tendo pelo menos duas peças de contato. As duas peças de contato estão em contato elétrico e/ou mecânico entre si no estado de comutação fechado. O pelo menos um primeiro contato é arranjado em um primeiro alojamento e o pelo menos um segundo contato é arranjado em um segundo alojamento. O pelo menos um primeiro e o pelo menos um segundo contato são, cada um, contatos de corrente nominal, isto é, os contatos são projetados como contatos com capacidade de transporte de corrente alta, em particular para correntes de curto circuito na faixa de 1 a 100 kA, a tensões de comutação de até 1200 kV. O pelo menos um primeiro e o pelo menos um segundo contato são conectados em paralelo entre si. Ao comutar o pelo menos um primeiro contato de corrente nominal o pelo menos um segundo contato de corrente nominal está sempre no estado de comutação aberto.

[008] O projeto dos pelo menos dois contatos conectados paralelamente como contatos de corrente nominal permite um aumento na

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 11/32

4/17 corrente máxima possível em comparação a arranjos conhecidos para comutação da técnica anterior, nos quais apenas um contato de corrente nominal por polo é usado e para o qual pontos de comutação em arco ou pontos de comutação auxiliares são usados, os quais são conectados em série com um resistor e têm apenas uma capacidade de transporte de corrente mais baixa. A sequência de comutação, com pelo menos um segundo contato de corrente nominal aberto ao comutar o pelo menos um primeiro contato de corrente nominal, permite uma implementação simples do pelo menos um segundo contato de corrente nominal sem um bocal de ar para extinguir arcos elétricos e/ou sem contatos de arco. O arranjo para comutação pode ser montado de maneira simples e custo-eficaz, e permite comutação com mínimo esforço e altas velocidades de comutação.

[009] O primeiro e/ou o segundo alojamento podem compreender, cada um, um isolador, em particular um isolador extemamente estriado feito de silicone e/ou cerâmica. Assim, em um projeto externo do arranjo similar ao projeto com um ponto de comutação auxiliar e resistores conectados em série, conhecidos na técnica anterior, um segundo contato de corrente nominal pode ser arranjado no segundo alojamento de isolador, em vez de um ponto de comutação auxiliar e resistores conectados em série no segundo alojamento de isolador. Um projeto externo análogo do arranjo, com um contato de corrente nominal dentro de um alojamento de isolador, possibilita que o arranjo de acordo com a invenção seja implementado de maneira fácil e custo-eficaz.

[0010] O arranjo pode ter um projeto conformado em T e compreender um pilar de suporte eletricamente isolante comum de suporte, em particular com uma haste de comutação arranjada de maneira móvel no interior do pilar de suporte e/ou cinematicamente conectada a um acionamento comum, em particular. Nesse caso, o arranjo conformado em T pode compreender dois pares de isoladores, em particular tubulares, arranjados substancialmente perpendiculares ao pilar de suporte em direções

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 12/32

5/17 opostas, em que os isoladores de cada par são arranjados em particular com seus respectivos eixos geométricos longitudinais substancialmente paralelos entre si. Cada isolador pode compreender pelo menos um contato de corrente nominal. Como resultado, pelo menos dois pares de contatos paralelos de corrente nominal são obtidos, cada par compreendendo dois contatos de corrente nominal conectados em série. A conexão paralela dos contatos de corrente nominal aumenta a capacidade de transporte de corrente do arranjo e a conexão em série dos contatos de corrente nominal dentre um par aumenta a tensão comutável do arranjo em comparação a um único contato de corrente nominal projetado de maneira idêntica. O resultado é uma estrutura simples e custo-eficaz do arranjo com capacidade de transporte de corrente alta e alta tensão de comutação ou força de escorvamento no estado de comutação aberto.

[0011] Os contatos de corrente nominal podem ser cinematicamente acoplados entre si por meio de pelo menos uma transmissão, para converter e transmitir o movimento de comutação, com uma comutação do respectivo segundo contato de corrente nominal enquanto o primeiro contato de corrente nominal atribuído é aberto. A transmissão pode transferir um movimento de ligar, provido por um acionamento comum, para o pelo menos um primeiro contato de corrente nominal, e com um atraso de tempo para o pelo menos um segundo contato de corrente nominal. A transmissão pode transferir um movimento de desligar, provido por um acionamento comum, para o pelo menos um segundo contato de corrente nominal, e com um atraso de tempo para o pelo menos um primeiro contato de corrente nominal. O uso de uma transmissão possibilita a sequência de comutação com as vantagens previamente descritas, enquanto usa apenas um acionamento comum, provendo uma montagem simples e custo-eficaz do arranjo. E também possível usar uma transmissão primária e secundária, em particular cada uma sendo arranjada entre dois contatos de corrente nominal conectados em série,

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 13/32

6/17 para transferir um movimento de comutação com um atraso de tempo para pares de contato de corrente nominal conectados em paralelo. Isso possibilita um arranjo compacto, simples e custo-eficaz para comutação.

[0012] O arranjo pode ser projetado para comutar tensões CC e/ou CA, em particular de até 1200 kV.

[0013] A pelo menos um, em particular a todos, dos contatos de corrente nominal pode ser atribuído pelo menos um contato de arco, e/ou a pelo menos um, em particular a todos, dos contatos de corrente nominal pode ser atribuído pelo menos um bocal de ar. Assim todos os contatos podem ter um bocal de ar e/ou um contato de arco, o qual permite que potência de comutação muito alta ou correntes e/ou tensões de comutação muito altas sejam alcançadas, com a possibilidade de extinguir quaisquer arcos resultantes em cada contato. Altemativamente, um bocal de ar e/ou um contato de arco podem também ser atribuídos a um par de contatos de corrente nominal, e outro par de contatos de corrente nominal pode ser implementado sem um bocal de ar atribuído e/ou sem um contato de arco atribuído. O projeto simples do arranjo significa que custos e massas a serem movidas na comutação podem ser reduzidos, em particular com uma velocidade de comutação constante ou aumentada. Quatro contatos de corrente nominal para comutação de podem estar compreendidos no arranjo, com dois primeiros contatos de corrente nominal, que compreendem um bocal de ar no respectivo contato de corrente nominal, e dois segundos contatos de corrente nominal que são projetados sem um bocal de ar.

[0014] No estado ligado o fluxo de corrente através do segundo contato de corrente nominal pode ser igual a 20 a 90%, em particular 50%, do fluxo de corrente através do primeiro contato de corrente nominal. Isso significa que uma capacidade de transporte de corrente alta do arranjo como um todo é possível, em que em particular no caso de um segundo contato um bocal de ar e um contato de arco pode ser dispensado.

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 14/32

7/17

[0015] Os contatos de corrente nominal podem consistir cada um em duas peças de contato, em particular duas peças de contato cilíndricas ocas com um diâmetro de 50 a 200 mm, em particular 80 a 150 mm. As peças de contato podem ser feitas de um metal altamente condutor, em particular cobre, alumínio ou aço. As superfícies de contato das peças de contato podem ser prateadas e/ou compreender carbono. Como resultado, uma corrente alta pode fluir através do arranjo com baixa perda, isto é, com baixa resistência entre contatos no estado ligado do arranjo.

[0016] Uma capacidade de transporte de corrente alta com um projeto simples e pouco dispendioso do arranjo é desse modo garantida.

[0017] O arranjo pode ser parte de um sistema de comutação tripolar, em particular com um arranjo previamente descrito por polo. O sistema de comutação tripolar pode ter um arranjo previamente descrito para cada polo, com as vantagens descritas previamente para cada polo.

[0018] Um método de acordo com a invenção para comutação de corrente contínua e/ou corrente alternada em engenharia de alta tensão, em particular usando um arranjo descrito acima, compreende o fato que pelo menos um primeiro contato de corrente nominal em um primeiro alojamento é ligado antes de pelo menos um segundo contato de corrente nominal em um segundo alojamento e/ou que pelo menos um primeiro contato de corrente nominal em um primeiro alojamento é desligado após pelo menos um segundo contato de corrente nominal em um segundo alojamento.

[0019] Dois primeiros contatos de corrente nominal podem em particular ser ligados simultaneamente a cada um dos dois primeiros contatos de corrente nominal em um respectivo primeiro alojamento, antes de ligar dois segundos contatos de corrente nominal, a cada um dos dois segundos contatos de corrente nominal em um respectivo segundo alojamento. Os dois primeiros contatos de corrente nominal podem em particular ser desligados simultaneamente de cada um dos dois primeiros contatos de corrente nominal

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 15/32

8/17 em um respectivo primeiro alojamento, após desligar os dois segundos contatos de corrente nominal, de cada um dos dois segundos contatos de corrente nominal em um respectivo segundo alojamento.

[0020] No estado ligado o fluxo de corrente pode ocorrer exclusivamente através de contatos de corrente nominal.

[0021] As vantagens do método de acordo com a invenção para comutação de corrente CC e/ou CA em engenharia de alta tensão, em particular usando um arranjo previamente descrito, de acordo com a reivindicação 11 são as mesmas que as vantagens previamente descritas do arranjo de acordo com a invenção para comutação de altas correntes em engenharia de alta tensão para um polo de acordo com a reivindicação 1, e vice-versa.

[0022] A partir daqui, uma modalidade exemplar da invenção é mostrada esquematicamente nas figuras 1 a 3, e então descritas em mais detalhes.

[0023] São mostradas figura 1 uma vista transversal esquemática de um arranjo 1 de acordo com a invenção para comutação de altas correntes para um polo em engenharia de alta tensão visto a partir de um lado, e figura 2 uma vista transversal esquemática do arranjo 1 da figura 1, visto a partir de um lado perpendicular à vista da figura 1, e figura 3 uma vista transversal esquemática do arranjo 1 da figura 1 da figura 1 visto a partir de acima.

[0024] A figura 1 mostra uma vista transversal esquemática de um arranjo 1 de acordo com a invenção para comutação de altas correntes em engenharia de alta tensão. O arranjo na figura 1 é projetado para comutação para um polo, no caso de um projeto tripolar, por exemplo, em particular três arranjos 1 de acordo com a invenção arranjados próximos entre si serão usados. O plano de corte da figura 1 através do arranjo 1 se estende ao longo

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 16/32

9/17 da altura do arranjo 1 e perpendicular aos cabos de conexão, os quais por razões de simplicidade não são mostrados nas figuras. O arranjo 1 é arranjado em um quadro de suporte 5, por exemplo, na forma de um T vertical ou viga de aço dupla conformada em T.

[0025] Na extremidade superior do quadro de suporte 5 um inversor 7 é afixado, com um acionamento 6, em particular montado ao lado. O acionamento 6 pode ser projetado, por exemplo, na forma de um motor e/ou acionamento acionado por mola. A energia de acionamento ou movimento de acionamento durante comutação é provido pelo acionamento 6 e transmitido por meio de uma cadeia cinemática 13 para contatos de comutação. A cadeia cinemática 13 compreende, em particular, o inversor 7, uma haste de comutação 11, uma caixa de engrenagens planetárias 8, e uma transmissão auxiliar 9.

[0026] A haste de comutação 11 é arranjada e montada de maneira móvel intemamente ao longo do eixo longitudinal de um pilar de suporte 10, em particular na forma de um isolador estriado feito de cerâmica, material compósito e/ou silicone. O pilar de suporte 10 é arranjado no inversor 7, com o eixo longitudinal colinear ao eixo longitudinal do quadro de suporte 5. Na extremidade superior do pilar de suporte é arranjada a caixa de engrenagens planetárias 8 e, em particular ao lado da caixa de engrenagens planetárias 8, a transmissão auxiliar 9.

[0027] Na figura 2, o arranjo 1 de acordo com a invenção da figura 1 é mostrado esquematicamente em uma vista transversal a partir de um lado, a qual é perpendicular à vista lateral da figura 1. O arranjo 1 tem um projeto conformado em T, com alojamentos de isolador 4 alongados, em particular estriados, que são, cada um, arranjados em dois lados opostos da coluna de suporte 10, como braços que conduzem perpendicularmente para longe do pilar de suporte 10, presos à caixa de engrenagens planetárias 8 ou à transmissão auxiliar 9. Na caixa de engrenagens planetárias 8 dois

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 17/32

10/17 alojamentos de isolador 4 são montados, os quais compreendem, cada um, um primeiro contato de corrente nominal interno 2. Na transmissão auxiliar 9, a qual é presa, em particular, ao lado da caixa de engrenagens planetárias 8, dois alojamentos de isolador 4 são arranjados ou afixados, os quais compreendem, cada um, um segundo contato de corrente nominal interno 3. [0028] Os alojamentos de isolador 4 na transmissão auxiliar 9 podem ser projetados de maneira similar a alojamentos de isolador que são conhecidos na técnica anterior para pontos de comutação auxiliares com resistores conectados em série. Em vez dos pontos de comutação auxiliares com resistores conectados em série, segundos contatos de corrente nominal 3 são arranjados nos alojamentos de isolador 4 do arranjo 1 de acordo com a invenção. Isso aumenta a potência total máxima a qual pode fluir através do arranjo 1 em um dado tempo sem danificar o arranjo 1. A capacidade de transporte de corrente do arranjo 1 é aumentada.

[0029] O acionamento 6 provê a energia cinética para comutação do arranjo 1, a qual é necessária para abrir ou fechar os contatos 2, 3, isto é, para acionar as peças de contato móveis dos contatos 2, 3. A energia cinética é transmitida por meio da cadeia cinemática 13 para os contatos 2, 3. Por exemplo, a energia cinética do acionamento 6, em particular um acionamento acionado por mola, é transmitido por meio do inversor 7 para a haste de comutação 11. Da haste de comutação 11, a energia cinética é transferida para a caixa de engrenagens planetárias 8 e, em particular, diretamente para os primeiros contatos de corrente nominal 2. Transmissões auxiliares podem formar parte dos primeiros contatos de corrente nominal 2, a fim de, por exemplo, acionar peças de contato móveis de um contato de corrente nominal 2 em diferentes modos com relação ao tempo e a magnitude e/ou a direção da força, em particular com o mesmo ou diferentes perfis de movimento.

[0030] A partir da haste de comutação 11, seja diretamente ou por exemplo, por meio da caixa de engrenagens planetárias 8, a energia cinética é

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 18/32 / 17 transferida para o acionamento auxiliar 9 e, em particular, emitida diretamente para os segundos contatos de corrente nominal 3. Transmissões auxiliares podem formar parte dos segundos contatos de corrente nominal 3, a fim de, por exemplo, acionar peças de contato móveis de um contato de corrente nominal 3 em diferentes modos com relação ao tempo e a magnitude e/ou a direção da força, em particular com o mesmo ou diferentes perfis de movimento. Em particular, a transmissão auxiliar 9 controla ou regula diferenças temporais entre a comutação dos primeiros contatos de corrente nominal 2 e os segundos contatos de corrente nominal 3.

[0031] Os primeiros contatos de corrente nominal 2 são fechados primeiro ao ligar, e então os segundos contatos de corrente nominal 3 são fechados. Ao desligar, os segundos contatos de corrente nominal 3 são desconectados primeiramente, e então os primeiros contatos de corrente nominal 2 são desconectados. Assim, os segundos contatos de corrente nominal 3 estão sempre no estado aberto quando os primeiros contatos de corrente nominal 2 são comutados. Ao comutar os segundos contatos de corrente nominal 3, os primeiros contatos de corrente nominal 2 estão sempre no estado fechado. Isso permite que uma corrente flua durante a comutação dos segundos contatos de corrente nominal 3 por meio dos primeiros contatos de corrente nominal conectados em paralelo 2. Como resultado, nenhuma extinção de arcos nos segundos contatos de corrente nominal 3 precisa ser realizada e dessa forma dispositivos de supressão de arco, tais como bocais de extinção e/ou contatos de arco, podem ser omitidos para os segundos contatos de corrente nominal 3. Um arco o qual ocorre ao comutar altas correntes pode ser extinguido nos primeiros contatos de corrente nominal 2. Para esse fim, dispositivos de supressão, tais como bocais de extinção e/ou contatos de arco, podem ser providos nos primeiros contatos de corrente nominal 2.

[0032] A estrutura dos segundos contatos de corrente nominal 3 é simplificada no arranjo previamente descrito 1, sua massa é reduzida e assim

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 19/32

12/17 uma capacidade de transporte de corrente alta do arranjo 1 requer uma energia de acionamento mais baixa para comutação em comparação a arranjos conhecidos na técnica anterior. O acionamento e elementos da cadeia cinemática 13 podem ser projetados menores, o que proporciona economia de custos em comparação a um arranjo com contatos de corrente nominal 2, 3, nos quais todos os contatos de corrente nominal 2, 3 têm dispositivos para suprimir arcos elétricos.

[0033] A figura 3 mostra uma vista plana do arranjo 1 da figura 1 de acordo com a invenção, em uma vista transversal esquemática ao longo dos contatos de corrente nominal 2, 3. Os contatos de corrente nominal 2, 3 são arranjados nos alojamentos de isolador 4. Na modalidade exemplar da invenção, a qual é mostrada nas figuras, dois primeiros contatos de corrente nominal 2 são eletricamente conectados em série um após o outro e entre dois contatos de terminal 12 para condutores de corrente externos. Em paralelo com os dois primeiros contatos de corrente nominal conectados em série 2, dois segundos contatos de corrente nominal 3 são eletricamente conectados em série um após o outro. O circuito é apenas mostrado esquematicamente. Cabos elétricos no arranjo 1 de acordo com a invenção podem ser encaminhados nos alojamentos de isolador 4 e transmissões 8, 9, em particular eletricamente isoladas dentre um isolador em direções opostas, e/ou os contatos de corrente nominal 2, 3 podem ser eletricamente conectados entre si dentre o alojamento de isolador 4 e as transmissões 8, 9.

[0034] Não mostradas nas figuras por razões de simplicidade, conexões elétricas 12 podem ser providas em cada extremidade do alojamento de isolador 4 por meio do qual uma interconexão dos contatos de corrente nominal 2, 3, similar à interconexão mostrada nas figuras, é implementada fora do alojamento de isolador 4. Outras interconexões são possíveis, por exemplo, uma interconexão paralela de um primeiro e um segundo contato de corrente nominal 2, 3, conectados em série com um primeiro e segundo

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 20/32

13/17 contato de corrente nominal adicionais conectados em paralelo 2, 3. Cabos elétricos para interconexão podem ser encaminhados por meio das transmissões 8, 9 ou através de alojamentos de transmissão, ou arranjados em cada caso fora de alojamentos entre contatos de terminal 12.

[0035] Na modalidade exemplar do arranjo 1 de acordo com a invenção, o qual é mostrado nas figuras, os contatos de corrente nominal 2, 3 e os alojamentos de isolados respectivamente atribuídos 4, cada um com um contato de corrente nominal 2, 3 em um alojamento de isolador 4, são arranjados em pares. O arranjo 1 compreende quatro contatos de corrente nominal 2, 3, com um primeiro par de alojamentos de isolador 4, que compreendem um primeiro e um segundo contato de corrente nominal 2, 3, e com um segundo par de alojamentos de isolador 4, os quais também compreendem um primeiro e um segundo contato de corrente nominal 2, 3.

[0036] Os alojamentos de isolador 4 de um par são arranjados com seus eixos geométricos longitudinais paralelos entre si, e em particular com o respectivo contato de corrente nominal 2, 3 arranjado em um alojamento de isolador 4 substancialmente paralelo ao contato de corrente nominal 2, 3 nos outros alojamento de isolador 4. Os dois pares de alojamentos de isolador 4, com um contato de corrente nominal 2, 3 por alojamento de isolador 4, são arranjados um atrás do outro, conectados por meio das transmissões 8, 9. Os primeiros dois contatos de corrente nominal 2 bem como seu alojamento de isolador 4 são conectados por meio da caixa de engrenagens planetárias 8, e os dois segundos contatos de corrente nominal 3 e seus alojamentos de isolador 4 são conectados por meio da transmissão auxiliar 9.

[0037] Os contatos de corrente nominal 2, 3 e alojamentos de isolador 4 são localizados com seus eixos geométricos centrais substancialmente em um plano, o qual é arranjado, por exemplo, paralelo à base na qual o quadro de suporte 5 é instalado. Isso resulta em um formato de T do arranjo 1 com uma vertical central do formato de T compreendendo o quadro de suporte 5, o

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 21/32

14/17 inversor 7 com acionamento montado ao lado 6, o pilar de suporte 10 e a caixa de engrenagens planetárias 8 com transmissão auxiliar montada ao lado 9. O horizontal do formato de T é provido pelos dois pares de alojamentos de isolador 4, com um contato de corrente nominal 2, 3 por alojamento de isolador 4, em que um par de alojamentos de isolador 4 é conectado ao outro par de alojamentos de isolador 4 por meio das transmissões 8, 9.

[0038] Um par de alojamentos de isolador 4, o qual é mostrado na modalidade exemplar das figuras, compreende um alojamento de isolador tubular 4 com uma maior seção transversal e um alojamento de isolador tubular 4 com uma menor seção transversal. Cada primeiro contato de corrente nominal 2, por exemplo, com bocal de extinção e/ou contato de arco, é arranjado no alojamento de isolador 4 com a maior seção transversal, em que os dois primeiros contatos de corrente nominal 2 com seus alojamentos de isolador associados 4 são conectados entre si por meio da caixa de engrenagens planetárias 8. Em cada caso o segundo contato de corrente nominal 3, por exemplo, sem bocal de extinção e/ou contato de arco, é arranjado no alojamento de isolador 4 com a menor seção transversal, em que os dois segundos contatos de corrente nominal 3 com seus alojamentos de isolador associados 4 são conectados entre si por meio da transmissão auxiliar 9.

[0039] Altemativamente, e por razões de simplicidade não mostrados nas figuras, todos os alojamentos de isolador 4 podem ter o mesmo tamanho ou a mesma seção transversal, por exemplo. Todos os contatos de corrente nominal 2, 3 podem ter pelo menos um bocal de extinção e/ou pelo menos um contato de arco. Alternativamente, todos os contatos de corrente nominal 2, 3 podem também ser implementados sem um bocal de extinção e/ou contato de arco. As partes transportadoras de corrente de diferentes contatos de corrente nominal 2, 3 podem ser projetadas com diferentes seções transversais de condutor e/ou no estado aberto diferentes contatos de corrente nominal 2, 3

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 22/32

15/17 podem ter diferentes distâncias entre as peças de contato. Os contatos de corrente nominal 2, 3 podem também ser projetados de maneira idêntica.

[0040] Um controle de ciclo aberto ou ciclo fechado de diferentes tempos de comutação dos primeiros e segundos contatos de corrente nominal 2, 3 podem ser executados por meio das transmissões 8, 9. A transmissão auxiliar 9, em particular, pode ser usada para realizar uma ativação posterior e desativação anterior dos segundos contatos de corrente nominal 3 em comparação aos primeiros contatos de corrente nominal 2. Alternativa ou adicionalmente, a caixa de engrenagens planetárias e/ou unidades de transmissão dos contatos de corrente nominal individuais e/ou peças de contato móveis podem realizar uma ativação posterior e desativação anterior dos segundos contatos de corrente nominal 3 em comparação aos primeiros contatos de corrente nominal 2. Alternativa ou adicionalmente, um controle de ciclo aberto ou ciclo fechado de diferentes tempos de comutação dos primeiros e segundos contatos de corrente nominal 2, 3 pode ser executado por meio da posição e/ou comprimento do trajeto de comutação.

[0041] As modalidades exemplares previamente descritas podem ser combinadas entre si e/ou com a técnica anterior. Assim, por exemplo, uma pluralidade de hastes de comutação 11 podem ser usadas, por exemplo, uma haste de comutação para a caixa de engrenagens planetárias 8 e uma haste de comutação para a transmissão auxiliar 9. O arranjo 1 pode compreender, por exemplo, apenas um par de contatos, que consiste em um primeiro e um segundo contato de corrente nominal 2, 3. E também possível que mais pares de contato 2, 3 estejam compreendidos e/ou que mais que dois contatos de corrente nominal 2, 3 sejam conectados em paralelo e/ou em série. O arranjo 1 pode ser conformado em T, ou ter outros formatos, tais como formato de L invertido, ou formato de I. Os primeiro e/ou segundos contatos de corrente nominal 2, 3 podem ter dispositivos de extinção de arcos para extinguir arcos elétricos, e podem ser projetados com os mesmos diâmetros de tubo, por

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 23/32

16/17 exemplo, ou diferentes, para peças de contato, a fim de implementar diferentes capacidades de transporte de corrente, e/ou podem compreender tubos de vácuo como contatos de corrente nominal. Um acionamento comum 6 e/ou um inversor 7 e/ou um pilar de suporte 10 e/ou uma haste de comutação 11 podem ser providos, ou uma pluralidade de acionamentos podem ser providos, por exemplo, um acionamento por primeiro contato de corrente nominal e um acionamento por segundo contato de corrente nominal com outros elementos da cadeia cinemática. E também possível prover um acionamento para cada contato de corrente nominal, em particular com cadeias cinemáticas independentes para cada contato de corrente nominal.

[0042] O quadro de suporte 5 pode ser projetado na forma de um transportador de T ou T duplo. Outros quadros de suporte 5 podem também ser usados, em particular feitos de aço ou alumínio. Alojamentos de isolador e/ou colunas de suporte podem ser projetados tubulares, em particular com estriamento externo feito de silicone, materiais compósitos e/ou cerâmica, por exemplo. Os alojamentos de isolador e/ou colunas de suporte podem também ter outros formatos, por exemplo cônico ou esférico. A transmissão auxiliar com os alojamentos de isolador atribuídos pode ser arranjada no lado da caixa de engrenagens planetárias. A transmissão auxiliar com os alojamentos de isolador atribuídos pode ser altemativamente arranjada, por exemplo, acima ou abaixo, da caixa de engrenagens planetárias. O arranjo de acordo com a invenção pode ser projetado para um polo, ou para uma pluralidade de polos mais que um arranjo pode ser arranjado, em particular paralelos entre si. Para comutação de altas correntes e/ou tensões, mais que um arranjo de acordo com a invenção pode ser arranjado, em particular um atrás do outro.

Lista de números de referência arranjo para comutação de altas correntes primeiro contato de corrente nominal segundo contato de corrente nominal

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 24/32

17/17 alojamento de isolador quadro de suporte acionamento inversor caixa de engrenagens planetárias transmissão auxiliar, em particular caixa de engrenagens de resistência pilar de suporte haste de comutação contato terminal cadeia cinemática

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Arranjo (1) para comutação de altas correntes em engenharia de alta tensão para um polo, tendo pelo menos um primeiro e tendo pelo menos um segundo contato (2, 3), em que um contato (2, 3) tem pelo menos duas peças de contato que estão em contato elétrico e/ou mecânico entre si no estado de comutação fechado, e em que o pelo menos um primeiro contato (2) é arranjado em um primeiro alojamento (4) e o pelo menos um segundo contato (3) é arranjado em um segundo alojamento (4), caracterizado pelo fato de que o pelo menos um primeiro e o pelo menos um segundo contato (2, 3) são, cada um, configurados como contatos de corrente nominal conectados em paralelo entre si, e que ao comutar o pelo menos um primeiro contato de corrente nominal (2), o pelo menos um segundo contato de corrente nominal (3) está sempre no estado de comutação aberto.
2. Arranjo (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro e/ou o segundo alojamento (4) compreendem, cada um, um isolador, em particular um isolador extemamente estriado de silicone e/ou cerâmica.
3. Arranjo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o arranjo (1) é conformado em T e compreende um pilar de suporte eletricamente isolante comum (10), em particular com uma haste de comutação (11) a qual é arranjada de maneira móvel dentro do pilar de suporte (10) e/ou cinematicamente conectada em particular a um acionamento comum (6), e em que o arranjo conformado em T (1) compreende dois pares de isoladores (4), em particular em formato tubular, arranjados substancialmente perpendiculares ao pilar de suporte (10) em direções

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 26/32

2/4 opostas, em que os eixos geométricos longitudinais dos isoladores de cada par são arranjados substancialmente paralelos entre si e cada isolador compreende pelo menos um contato de corrente nominal (2, 3).
4. Arranjo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os contatos de corrente nominal (2, 3) são cinematicamente acoplados entre si por meio de pelo menos uma transmissão (8, 9), para converter e transmitir o movimento de comutação, com uma comutação do respectivo segundo contato de corrente nominal (3) enquanto o primeiro contato de corrente nominal atribuído (2) é aberto.
5. Arranjo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o arranjo (1) é projetado para comutar tensões CC e/ou CA, em particular de até 1200 kV.
6. Arranjo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a pelo menos um, em particular a todos, dos contatos de corrente nominal (2, 3) é atribuído um contato de arco, e/ou que a pelo menos um, em particular a todos, dos contatos de corrente nominal (2, 3) é atribuído pelo menos um bocal de ar.
7. Arranjo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende quatro contatos de corrente nominal (2, 3), com dois primeiros contatos de corrente nominal (2), que compreendem um bocal de ar no respectivo contato de corrente nominal (2), e dois segundos contatos

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 27/32

3/4 de corrente nominal (3), que são projetados sem um bocal de ar.
8. Arranjo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que na condição ligada, o fluxo de corrente através do segundo contato de corrente nominal (3) é igual a 20 a 90%, em particular 50%, do fluxo de corrente através do primeiro contato de corrente nominal (2).
9. Arranjo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os contatos de corrente nominal (2, 3) consistem, cada um, em duas peças de contato, em particular duas peças de contato cilíndricas ocas com um diâmetro de 50 a 200 mm, em particular 80 a 150 mm, e/ou que as peças de contato consistem em um metal altamente condutor, em particular cobre, alumínio ou aço, e/ou que as superfícies de contato das peças de contato são prateadas e/ou compreendem carbono.
10. Arranjo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o arranjo (1) é compreendido em um sistema de comutação tripolar, em particular tendo um arranjo (1) como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores por polo.
11. Método para comutação de corrente contínua e/ou corrente alternada em engenharia de alta tensão, em particular usando um arranjo (1) como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que pelo menos um primeiro contato de corrente nominal (2) em um primeiro alojamento (4) é ligado antes de pelo menos um segundo contato de corrente nominal (3) em um segundo alojamento (4) e/ou que pelo menos

Petição 870190103817, de 15/10/2019, pág. 28/32

4/4 um primeiro contato de corrente nominal (2) em um primeiro alojamento (4) é desligado após pelo menos um segundo contato de corrente nominal (3) em um segundo alojamento (4).
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que dois primeiros contatos de corrente nominal (2) são ligados, em particular simultaneamente, a cada um dos dois primeiros contatos de corrente nominal (2) em um respectivo primeiro alojamento (4) antes da ativação de dois segundos contatos de corrente nominal (3) com cada um dos dois segundos contatos de corrente nominal (3) em um respectivo segundo alojamento (4), e/ou que os dois primeiros contatos de corrente nominal (2) são desligados, em particular simultaneamente, de cada um dos dois primeiros contatos de corrente nominal (2) em um respectivo primeiro alojamento (4), após a desativação dos dois segundos contatos de corrente nominal (3) de cada um dos dois segundos contatos de corrente nominal (3) em um respectivo segundo alojamento (4).
13. Método de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que no estado ligado o fluxo de corrente ocorre exclusivamente através de contatos de corrente nominal (2, 3).