BR202013031514U2 - comutador modular - Google Patents

Abstract

comutador modular. é descrito um comutador modular do tipo compreendendo um módulo principal apto a atuar isoladamente como um comutador monofásico, e um ou mais módulos (22) complementares de modo a permitir uma atuação como comutador bifásico, trifásico, e assim por diante. o módulo principal ou comutador (1) compreende um suporte principal (4) que sustenta uma série de contatos fixos (8), cada par adjacente de contatos fixos (8) sendo postos em curto circuito por meio de um contato móvel (7), dito contato móvel (7) sendo sustentado por um eixo principal (21 ), passível de girar, o qual é disposto no interior de dito suporte principal, e sendo que o giro do eixo principal (21) é realizado pela atuação em um manipulo (13) fixado em uma primeira extremidade do dito eixo principal. além disto, sobre dito manipulo (13) é fixada uma tampa de proteção (17) que além de proteger o comutador também indica a posição em que o • ~ comutador se encontra através de numerações indicadas em seu perímetro, a tampa de proteção é fixada no manipulo de acionamento (13) através de um prendedor da tampa (18), passível de ser bloqueado através de cadeado (19) ou de um lacre (20). os módulos complementares (22) sendo constituídos por um suporte auxiliar (25) no interior do qual é disposto um eixo auxiliar (24) que apresenta uma primeira extremidade destinada a acoplar e uma segunda extremidade destinada a ser acoplada por um eixo principal (4) ou auxiliar (24) de modo que o movimento de rotação aplicado no manipulo (13) mecanicamente transferido a todo e qualquer dos eixos (4, 24) coaxialmente acoplados. o suporte auxiliar (25) e o suporte principal (4) apresentam projeções (27) de engate de um ou mais fixadores de módulo (23), ditos fixadores de módulo (23), cada qual, apresentando a forma de uma barra dotada de aberturas as quais são penetradas 25 pelas respectivas projeções (27) de engate.

Description

Comutador modular.

Campo Técnico O presente modelo de utilidade se refere a um comutador modular aperfeiçoado e, mais em particular, a um comutador de ajuste da potência de saída aplicado a um transformador. Mais em particular, o presente modelo se refere a um comutador modular no qual a uma unidade básica podem ser acoplados tantos módulos, quantas forem as fases elétricas a serem controladas.

Estado da Arte É conhecida na arte uma classe de dispositivos eletromecânicos destinados a chavear ou comutar entre uma pluralidade de posições, em função de uma ação mecânica (manual ou automatizada) sobre um seletor ou botão. Mais em particular, esta classe de dispositivos, ou de chaves elétricas genericamente falando, compreende uma pluralidade de contatos elétricos fixos e um contato elétrico móvel, o qual é mecanicamente deslocável entre diversas posições pré-selecionadas, de modo a colocar em curto circuito dois contatos fixos adjacentes, ou seja, fechar o circuito entre ditos contatos fixos adjacentes.

Dependendo da área de aplicação e da destinação específica, tal classe de componentes eletromecânicos inclui as chaves seletoras lineares, as chaves seletoras rotatórias, comutadores, contatores, tap changers, tap switchs, (tap) switchs for transformers, commutatores, bem como outras designações particulares. Exemplos de alguns dos componentes que podem ser incluídos nesta classe são representados nos documentos US 7408275, ZA 9706103, FR 2603735, GB 2045534 e GB 1040602, entre outros.

No setor elétrico genericamente conhecido como de "média tensão", no qual estão incluídas a redes de distribuição de energia elétrica, sendo estas aéreas ou subterrâneas, alimentam residências, indústria e comercio de uma dada localidade. A transmissão de energia é feita em alta-tensão, de 4 a 36,2 Kv, dependendo da localidade, e rebaixada para os níveis de consumo padronizados (127, 220, 380 e 440 volts) através de transformadores redutores localizados próximos aos consumidores.

Com o crescimento da demanda devido à expansão urbana, do comércio, da indústria ou pontos muito distantes de fornecimento, a rede de transmissão em alta tensão pode sofrer diminuição em seus níveis devido ao aumento da carga.Daí se faz necessário um ajuste da tensão de entrada do transformador redutor, adequando-o à tensão da rede para manter o nível normatizado da tensão de consumo, fornecido pelo enrolamento secundário (ou de baixa tensão). Isto é possível variando-se o número de espiras do enrolamento primário, através de tap’s ou derivações acoplados a um comutador (monofásíco, bifásico ou trifásico), podendo este ser do tipo linear ou rotativo com acionamento interno ou externo. Um exemplo de uma possível estruturação elétrica do transformador redutor pode ser vista no documento US 4694241.

Basicamente, a seleção do enrolamento secundário do transformador é realizada por meio de um comutador (também identificado como chave seletora ou tap changet) que pode ser de tipo linear ou rotativo. Um exemplo de um comutador linear é o produzido e comercializado pela ora titular e identificado por MU 7503047-0. Outro exemplo pode ser ilustrado no documento ZA 9706103.

Os comutadores de tipo rotativo são dispositivos eletromecânicos basicamente definidos por um eixo central rotativo, sendo que em uma primeira extremidade deste é fixado um botão ou manopla de atuação manual (aplicação do torque de rotação), enquanto que na extremidade oposta é fixado um contato móvel o qual é angularmente deslocação pela ação em rotação de dito eixo. A partir da movimentação do eixo, o contato móvel assume uma dentre uma pluralidade de posições de parada, sendo que em cada uma destas posições, este põe em curto/contato um par de contatos fixos. Um exemplo de um comutador rotativo do tipo supra identificado pode ser visto a partir do documento GB 995119.

Objetivos e Síntese Desta forma, constitui um primeiro objetivo do presente modelo de utilidade um comutador rotativo, do tipo a ser utilizado preferencialmente, mas não exclusivamente, em transformadores redutores de tensão, o qual permita uma atuação mais segura e confiável, e com manutenção reduzida.

Constitui um segundo objetivo um comutador rotativo e modular, no qual a uma unidade básica podem ser acoplados tantos módulos, quantas forem as fases elétricas a serem controladas.

Este e outros objetivos são alcançados a partir de um comutador modular, do tipo compreendendo um módulo principal apto a atuar isoladamente como um comutador monofásico, e um ou mais módulos complementares de modo a permitir uma atuação como comutador bifásico, trifásico, e assim por diante, dito módulo principal ou comutador compreendendo um suporte principal que sustenta uma série de contatos fixos, cada par adjacente de contatos fixos sendo postos em curto circuito por meio de um contato móvel, dito contato móvel sendo sustentado por um eixo principal, passível de girar, o qual é disposto no interior de dito suporte principal, e sendo que o giro do eixo principal é realizado pela atuação em um manipulo fixado em uma primeira extremidade do dito eixo principal. Sobre dito manipulo é fixada uma tampa de proteção que além de proteger o comutador também indica a posição em que o comutador se encontra através de numerações indicadas em seu perímetro, a tampa de proteção é fixada no manipulo de acionamento através de um prendedor da tampa, passível de ser bloqueado através de cadeado ou de um lacre.

Alternativamente, o comutador modular, compreende ainda um ou mais módulos complementares, cada dito módulo complementar sendo constituído por um suporte auxiliar, o qual sustenta uma série de contatos fixos, cada par adjacente de contatos fixos sendo postos em curto circuito por meio de um contato móvel, dito contato móvel sendo sustentado por um eixo auxiliar que é disposto no interior de dito suporte auxiliar. Cada eixo auxiliar apresenta uma primeira extremidade destinada a acoplar e uma segunda extremidade destinada a ser acoplada por um eixo principal ou auxiliar de modo que o movimento de rotação aplicado no manipulo é mecanicamente transferido a todo e qualquer dos eixos coaxialmente acoplados; e sendo que o suporte auxiliar e o suporte principal apresentam projeções de engate de um ou mais fixadores de módulo, ditos fixadores de módulo, cada qual, apresentando a forma de uma barra dotada de aberturas as quais são penetradas pelas respectivas projeções de engate. Breve descrição das figuras O objeto do presente modelo poderá ser melhor compreendido à luz das figuras em anexo, trazidas a título ilustrativo e não limitativo, nas quais. - a figura 1 é uma vista em perspectiva do comutador, na condição montada; - a figura 2 é um conjunto encadeado de vistas montado e explodida de um comutador monofásico; - a figura 3 é um conjunto encadeado de vistas montado e explodida de um comutador trifásico; - a figura 4 é uma vista em perspectiva inferior do comutador, com partes para melhor visualização; - a figura 5 é uma vista do comutador montado, utilizando proteção da tampa por meio de cadeado; e - a figura 6 é uma vista do comutador montado, utilizando proteção da tampa por meio de lacre.

Descrição detalhada De conformidade com as figuras supra, com 1 é indicado, no seu conjunto, um comutador, ou módulo principal, de tipo rotativo, monofásico e destinado precipuamente na seleção/acoplamento de um enrolamento secundário de um transformador de tensão. Não obstante tal destinação principal, há de ser entendido pelos técnicos na área que o objeto da presente solução pode ser igualmente aplicado e adaptado a outros setores, mantendo-se as características ora apregoadas. Da mesma forma, com (1 *) é genericamente indicado um comutador trifásico, à guisa de variante construtiva e que igualmente compreende as mesmas características inovadoras.

De forma conhecida, e com particular atenção as figuras 1, 2 e 4, o comutador (1) é destinado a ser acoplado em uma furação específica de uma parede externa de um transformador de tensão (não ilustrado). Desta forma, uma parte do comutador permanece imersa no líquido refrigerante existente no interior do dito transformador enquanto que a outra parte (seca/externa) é disposta externamente em relação ao corpo do transformador. Na figura 2, a parte seca e a parte imersa podem ser definidas como a esquerda e a direita do flange (12), respectivamente e de conformidade com a posição ilustrada nesta figura 2.

Em particular, o comutador (1) é composto por um eixo principal (21), no qual são colocados dois anéis de vedação (2), responsável pela retenção do líquido isolante/refrigerante entre a parte interna e externa do transformador (não ilustrado), seguido de um anel de retenção (3), responsável pela retenção do eixo no suporte principal (4). O dito suporte principal (4) recebe a sustenta uma série de contatos fixos (8), neste fixados por meio de parafusos (9), e os quais apresentam terminais (26) cilíndricos destinados ao engate das conexões cabeadas dos enrolamentos do transformador. Cada par adjacente de contatos fixos (9) (vide especificamente a figura 4) é eletricamente fechado, ou posto em curto circuito, por meio de um contato móvel (7) que é suportado pelo eixo principal (21). O contato móvel (7) é mantido comprimido contra qualquer par de contatos fixos (9) pela ação de um par de molas (5) retidas pelos respectivos suportes das molas (6). Um melhor detalhamento do sistema de contato pode ser obtido a partir do documento BR 10 2013 026791-0, de 17/10/2013, com título “sistema de fechamento de contato elétrico através de elementos móveis adjacentes”, também da ora titular, e cujo conteúdo faz parte integrante da presente descrição. Além disto, a parte interna do comutador é vedada através de uma gaxeta de vedação (10), responsável por reter o líquido isolante entre a parte interna e externa do transformador. A parte do comutador que fica do lado de fora do tanque é composta por dois distanciadores (11), (podendo ser apenas um dependendo da espessura da parede do tanque do transformador), responsáveis por distanciar a parede do transformador até o flange (12) onde está numerado as posições em que o comutador se encontra, indicado por um manipulo de acionamento (13), que é fixado no eixo (21) através de um parafuso (14) responsável por mudar a posição do comutador, ou seja, rotacionar o eixo (21) no qual se encontra fixado o sistema de fechamento de contato, mudando a posição em que o comutador se encontra. Após a mudança de posição do comutador, é fixado um parafuso chamado de parafuso de posição (15), entre o manipulo de acionamento (13), e o flange (12), travando totalmente o conjunto de acionamento do comutador. A parte externa do comutador é fixada no tanque através de uma porca fixadora (16), a qual é rosqueada na rosca complementar da extremidade do suporte principal (4), assim fixando totalmente a parte externa e interna na parede do tanque através do suporte (4). A parte externa é protegida através de uma tampa de proteção (17) que além de proteger o comutador também indica a posição em que o comutador se encontra com numerações indicadas em seu perímetro evitando que o operador da concessionária suba até o transformador para saber em que posição o comutador se encontra. A tampa de proteção é fixada no manipulo de acionamento (13), através de um prendedor da tampa (18), que por sua vez pode ser bloqueada através de um cadeado (19) indicado na figura 5, ou através de um lacre (20), indicado na figura 6.

Em complementação, e como resultado da construção modular supra descrita, o presente comutador, ou módulo principal, pode ser facilmente incrementado de modo a permitir o encaixe de módulos complementares, cada qual destinado a selecionar e comutar uma fase distinta do transformador de tensão. Tal configuração é particularmente ilustrada na figura 3 em anexo, na qual, à direita (em relação a disposição dos elementos na mesma figura) é ilustrado o dito módulo principal conforme supra (figuras 1, 2 e 4), com as partes adesivas ilustradas na forma explodida.

Mais em particular, o comutador trifásico diferentemente do monofásico possui mais dois módulos (22) compostos pelo mesmo sistema de fechamento de contato indicado na figura 1 que são fixados no suporte principal (1), através de três fixadores de módulos (23), posicionando de forma concêntrica dois suportes auxiliares (25), onde estão acoplados os dois sistemas de fechamento de contato através de dois eixos auxiliares (24).

Desta forma, cada um dos módulos (22) complementa e é encaixável na extremidade quer seja de um outro módulo (22), quer seja de um módulo principal ou comutador monofásico de corpo único. Assim, cada um dos módulos (22) compreende um suporte auxiliar (25) cuja conformação é igual a da porção posterior do corpo principal (4), e igualmente suporta os contatos fixos (8), Já o eixo auxiliar (24) apresenta uma extremidade conformada, a qual é mecanicamente acoplada na outra extremidade (vide a figura 4), quer seja de outro eixo auxiliar (24), quer seja do eixo principal (21), pelo que qualquer ação realizada no manipulo de acionamento (13) é transmitida, a partir do eixo principal (21), para todos os demais eixos secundários (24) existentes. A unidade estrutural do conjunto é garantida por meio dos fixadores de módulo (23), cada qual na forma de uma barra dotada de aberturas as quais são penetradas por respectivas projeções (27) de engate, previstas tanto no suporte principal quanto nos auxiliares.

Desta forma, resulta um comutador bastante seguro e, devido a sua modularidade, versátil em relação as necessidades particulares de cada transformador.

Relação das partes componentes 1 - comutador monofásico 1 ’ - comutador trifásico 2 - anel de vedação 3 - anel de retenção 4 - suporte principal 5 - mola de compressão 6 - suporte da mola 7 - contato móvel 8 - contato fixo 9 - parafuso de fixação 10 - gaxeta de vedação 11 - distanciador 12 - flange 13 - manipulo de acionamento 14 - parafuso de fixação 15 - parafuso de posição 16 - porca fixadora 17 - tampa 18 - prendedor da tampa 19 - cadeado 20 - lacre 21 - eixo principal 22 - módulo complementar 23 - fixador de módulo 24 - eixo auxiliar 25 - suporte auxiliar 26 - terminal (de 8) 27 - projeções

Claims (2)

1. Comutador modular, do tipo compreendendo um módulo principal apto a atuar isoladamente como um comutador monofásico, e um ou mais módulos (22) complementares de modo a permitir uma atuação como comutador bifásico, trifásico, e assim por diante, dito módulo principal ou comutador (1) compreendendo um suporte principal (4) que sustenta uma série de contatos fixos (8), cada par adjacente de contatos fixos (8) sendo postos em curto circuito por meio de um contato móvel (7), dito contato móvel (7) sendo sustentado por um eixo principal (21), passível de girar, o qual é disposto no interior de dito suporte principal, e sendo que o giro do eixo principal (21) é realizado pela atuação em um manipulo (13) fixado em uma primeira extremidade do dito eixo principal, caracterizado pelo fato de que sobre dito manipulo (13) é fixada uma tampa de proteção (17) que além de proteger o comutador também indica a posição em que o comutador se encontra através de numerações indicadas em seu perímetro, a tampa de proteção é fixada no manipulo de acionamento (13) através de um prendedor da tampa (18), passível de ser bloqueado através de cadeado (19) ou de um lacre (20).

2. Comutador modular, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda um ou mais módulos complementares (22), cada dito módulo complementar (22) sendo constituído por um suporte auxiliar (25), o qual sustenta uma série de contatos fixos (8), cada par adjacente de contatos fixos (8) sendo postos em curto circuito por meio de um contato móvel (7), dito contato móvel (7) sendo sustentado por um eixo auxiliar (24) que é disposto no interior de dito suporte auxiliar (25), caracterizado pelo fato de que cada eixo auxiliar (24) apresenta uma primeira extremidade destinada a acoplar e uma segunda extremidade destinada a ser acoplada por um eixo principal (4) ou auxiliar (24) de modo que o movimento de rotação aplicado no manipulo (13) é mecanicamente transferido a todo e qualquer dos eixos (4, 24) coaxilamente acoplados; e sendo que o suporte auxiliar (25) e o suporte principal (4) apresentam projeções (27) de engate de um ou mais fixadores de módulo (23), ditos fixadores de módulo (23), cada qual, apresentando a forma de uma barra dotada de aberturas as quais são penetradas pelas respectivas projeções (27) de engate.