BRPI0910151B1

BRPI0910151B1 - gaiola de extinção do arco elétrico e aparelho elétrico de interrupção de linhas do tipo disjuntor

Info

Publication number: BRPI0910151B1
Application number: BRPI0910151A
Authority: BR
Inventors: duret Antoine; Deckert Francis; Meyer Löic
Original assignee: Hager Electro Sas
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2018-12-04
Also published as: EP2304755B1; JP5203509B2; FR2933230A1; BRPI0910151A2; WO2009156701A1; JP2011526059A; CN102138193A; CN102138193B; FR2933230B1; EP2304755A1; ATE548744T1

Description

(54) Título: GAIOLA DE EXTINÇÃO DO ARCO ELÉTRICO E APARELHO ELÉTRICO DE INTERRUPÇÃO DE LINHAS DO TIPO DISJUNTOR (73) Titular: HAGER ELECTRO S.A.S.. Endereço: 132, BOULEVARD D'EUROPE OBERNAI F- 67210, FRANÇA(FR) (72) Inventor: LÕIC MEYER; ANTOINE DURET; FRANCIS DECKERT.

Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 26/06/2009, observadas as condições legais

Expedida em: 04/12/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados “GAIOLA DE EXTINÇÃO DO ARCO ELÉTRICO E APARELHO ELÉTRICO DE INTERRUPÇÃO DE LINHAS DO TIPO DISJUNTOR”

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a sistemas de extinção de arcos 5 elétricos· suscetíveis de equipar os aparelhos elétricos de interrupção, por exemplo, do tipo disjuntor.

Fundamentos da Invenção

Nesses aparelhos, os arcos elétricos aparecem na separação de um contato móvel e de um contato fixo que estabelecem a ligação elétrica em uma linha quando eles estão em posição fechada em contato entre si, e que a interrompem quanto estão em posição aberta, ou seja, separados.

_ , .... Essa separação pode serJeita.deliberadamente, por meiQjie^uma chave de comando, ou automaticamente por comutação de uma chaveamento mecânico quando ocorre uma sobreintensidade brusca ou uma sobrecarga sobre a linha.

O fenômeno do arco elétrico se produz em todos os casõs, a partir do momento em que os contatos fixo e móvel se afastam um do outro. Enquanto o arco elétrico não for extinto, a linha não é considerada cortada.

Nos dispositivos existentes, o arco é extinto por meios que 20 combinam, em particular, insuflação magnética e deslocamento do arco para pelo menos uma gaiola de extinção que equipa os aparelhos, e cuja função exclusiva é proceder à extinção do arco. Essa gaiola compreende de fato um empilhamento de chapas chamadas de desionização que divide o arco previamente alongado até que a tensão necessária à sua manutenção seja superior à da rede, na qual o aparelho é utilizado, acarretando a extinção definitiva do arco.

Descrição da Invenção

Na hipótese da invenção, cada gaiola de extinção do arco é

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percebida como um componente individualizado que pode ser montado na caixa do aparelho elétrico de interrupção. Nesse caso, cada componente é composto de um empilhamento de chapas de seccionamento de arco inserido em um invólucro de material isolante. Na configuração da presente invenção, essas chapas apresentam a forma de um U, de modo que o contato móvel possa girar entre os braços do U.

Além disso, ainda na hipótese da presente invenção, essas chapas são inseridas em seus invólucros isolantes em forma de leque, de modo que estejam orientadas sensivelmente perpendicular ao curso do contato móvel pivotante, quando ele chega ao seu nível.

A fabricação do componente que constitui a gaiola de extinção de arco, em particuiara ligação das chapas no invólucro, mostra-se complicada e pouco compatível com as exigências clássicas da industrialização, das quais a mais importante é a automatização. A gaiola de extinção de arco de acordo com a presente, invenção foi otimizada de modo a permitir automatizar sua fabricação em boas condições com relação às exigências industriais clássicas.

Para esse fim, a gaiola de extinção de arco elétrico, de acordo com a presente invenção, é classicamente baseada em um invólucro isolante no qual são empilhadas chapas de seccionamento de arco, caracteriza-se sobretudo pelo fato de que:

- as chapas de seccionamento apresentam, em cada lado, um nicho de guia lateral, um dos quais é dotado de uma protuberância de encaixe;

- alojamentos para as extremidades livres das chapas são dispostos no invólucro, de cada lado do espaço no qual se desloca o contato móvel, e os referidos alojamentos apresentam seção de aspecto paralelo ao curso do referido contato, em uma forma de trapézio cuja base menor constitui o fundo do alojamento que forma um batente axial para a inserção das chapas;

- ranhuras trapezoidais são dispostas no mesmo nível nas duas faces internas das paredes laterais do invólucro, e as referidas ranhuras desembocam na abertura do invólucro pela qual são inseridas as chapas e posicionam as chapas em contato por cooperação dos nichos de guia laterais com as paredes convergentes das ranhuras;

- orifícios trapezoidais que atravessam as paredes laterais do invólucro são dispostos em uma ranhura de duas, com um deslocamento de uma parede para outra do invólucro, e os referidos orifícios são delimitados em três lados pelas ranhuras, sendo que o quarto lado proximal da abertura do invólucro tem um aspecto paralelo ao fundo do alojamento que corresponde à ranhura, e destinado a cooperar com a protuberância de encaixe para travar, cada chapa.

_ Uma das principais vantagens da gaiola da presente invenção em.

relação àquelas que a antecederam reside no fato de que as chapas de seccionamento podem ser encaixadas no interior do invólucro isolante, e a guia dessas chapas é ainda otimizada pelas ranhuras e pelos alojamentos trapezoidais. O encaixe das diferentes chapas nolnferiór'dó invólucro é então feito de modo rápido e fácil, sendo que a direção de inserção é sensivelmente constante, e o posicionamento é realizado quase automaticamente no interior do invólucro pela configuração dos alojamentos, ranhuras e orifícios.

Em outras palavras, o posicionamento relativo das duas formas trapezoidais, ou seja, de um lado do alojamento interno e de outro lado das ranhuras / orifícios laterais, combinado(s) com as dimensões, em particular longitudinais, das chapas de seccionamento de arco permite(m), no momento da inserção das referidas chapas no invólucro isolante, uma condução precisa que termina por um encaixe de um no outro mesmo que a direção de inserção não esteja, exatamente no eixo do posicionamento, definitivo, daí a possibilidade de automatização.

De acordo com uma possibilidade, uma parede do alojamento e *5 uma parede das ranhuras estão no mesmo plano, o que melhora ainda mais a condução no momento da inserção das chapas no invólucro.

De acordo com uma primeira variante de gaiola de acordo com a presente invenção, todas as chapas de seccionamento de arco são idênticas.

Visto que os orifícios trapezoidais são dispostos em uma ranhura de duas, com um deslocamento de uma parede para outra do invólucro, isso significa simplesmente que é preciso virar uma chapa de seccionamento de arco em duas antes de inseri-la, de modo que a protuberância de encaixe, de que é dotado um dos nichos de guia lateral, fique alternadamente de um lado ou do outro.

De acordo com uma configuração um pouco diferente, essas chapas de seccionamento de arco são todas idênticas com exceção, da chapa distai do contato fixo, que é dotada de uma saliência de fixação do arco disposto entre braços do U.

Essa característica tem por objetivo manter em seu mínimo o desgastê^dã êxtremiclãde-ãõ^cóntãto móvel. Devesse riõtar que, como será mostrado mais detalhadamente a seguir, o contato fixo está de fato disposto diretamente sob a gaiola.

A peça unitária que forma o limite é prolongada por uma porção disposta em uma das extremidades do invólucro que compreende o contato fixo, a qual possui uma chapa de base de arco em forma de uma lingueta vizinha do contato fixo recortado no interior e saliente da referida porção.

Em outras palavras, o contato fixo é disposto adjacente a uma chapa de arco, no caso, uma chapa de base de arco inteiriça com o restante e que melhora, devido à sua configuração, o efeito de loop aplicado ao arco elétrico.

De acordo com a presente invenção, o invólucro pode então ainda compreender uma mureta em forma U que envolve a referida lingueta j, recortada, de modo a isolar o arco.

Finalmente, a gaiola de extinção de arco de acordo com a presente invenção é tal que seu invólucro compreende uma tampa de fechamento amovível disposta do lado do borne de conexão. Essa tampa fecha de certa maneira a caixa constituída pelo invólucro isolante, após inserção das chapas de seccionamento de arco.

À presente invenção trata igualmente de um aparelho de interrupção de linhas, por exemplo, do tipo disjuntor, e que compreende uma gaiola de extinção de arco, tal como descrita acima.

Breve Descrição das Figuras

A presente invenção será agora descrita mais detalhadamente, em relação às figuras anexas, as .quais: . ____ _ .... ₌„. ~

- A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma gaiola de extinção de arco elétrico de acordo com a presente invenção;

- A Figura 2 representa outra vista em perspectiva da mesma gaióíãTcom três^- chapas de seccionãrhénto de arco inferior em posição de inserção no invólucro isolante;

- A Figura 3 mostra em perspectiva a peça que forma um borne e que integra o contato fixo;

- A Figura 4 é uma vista lateral do referido borne instalado na parte inferior de uma gaiola de extinção de arco de acordo com a presente invenção;

- A Figura 5 é uma vista frontal do invólucro isolante;

- A Figura 6 é uma vista em perspectiva do referido invólucro;

- A Figura 7 representa, em perspectiva, uma chapa de seccionamento de arco de acordo com a presente invenção;

- A Figura 8 é uma vista em perspectiva de uma chapa de seccionamento de arco dotada de uma saliência de fixação do arco;

- As Figuras 9 e 10 representam duas vistas laterais da gaiola de extinção de arco de acordo com a presente invenção;

- As Figuras 11a e 11b representam dois cortes longitudinais medianos das gaiolas de extinção de arco dotadas de sua tampa de um lado e aos quais está fixado o borne que integra o contato fixo, respectivamente na hipótese do uso de uma chapa superior à saliência de fixação e sem essa chapa;

- A Figura 12 mostra, em perspectiva explodida, o invólucro isolante, sua tampa e o borne que integra o contato fixo;

- A Figura 13 é uma vista em corte AA, tal como aparece na

Figura 5; e

- As Figuras 14 e 15 representam duas vistas em,seção comas chapas de seccionamento de arco de cada lado da linha de corte AA.

Descrição Detalhada das Figuras

15~ ⁼ “ ' Na FiguFa T, Õ invólucro isolante (1) compreende um

-----empilhamentode chapas de seccionãménto cie arco~(2), Fio caso em número de 9. Essas chapas (2) são configuradas de modo a poder se encaixar por inserção no sentido da seta F (Figura 2), em particular, por cooperação de nichos de guia laterais (ver Figuras 7 e 8) em orifícios dispostos nas paredes laterais (3, 3’) do invólucro isolante (1).

A Figura 3 representa uma peça única (4) que forma ao mesmo borne de conexão e contato fixo (6) e, por meio de uma chapa de condução de arco (5), recortada no interior de uma porção que contém o contato fixo (6), meios de se ajustar à extremidade inferior do invólucro (1). A montagem relativa desse borne (4) no invólucro isolante (1) aparece na Figura (4). A Figura 5 mostra os alojamentos (7, 7’) das chapas (2) situados de cada lado de um espace livre (E) no interior do qual se desloca o contato móvel (não representado) quando ele se separou do contato fixo (6). O referido contato móvel pivota de fato no interior do espaço (E), permanecendo sensivelmente paralelo às chapas (2). Estas são empilhadas em forma de leque no invólucro isolante, como mostram em particular as Figuras 1 e 2.

Os alojamentos (7), que servem de batente axial para as chapas 5 de seccionamento de arco (2), aparecem mais precisamente na Figura 6. O posicionamento das referidas chapas (2) é também realizado por ranhuras trapezoidais laterais (8) das quais uma em duas compreende um orifício (9) que desemboca fora da parede lateral (3). A parede (3’) compreende da mesma maneira ranhuras trapezoidais (8’) das quais uma em duas é dotada de um orifício (9’). Em outras palavras, existe uma ranhura trapezoidal (8, 8’) para cada alojamento (7’), ao passo que um orifício transversal (9, 9’) só existe em uma ranhura (8, 8’) a cada duas. Deve-se notar que esses orifícios são deslocados de uma parede lateral (3) para a outra parede lateral (3’), de modo que não há nunca dois orifícios (9, 9’) face a face.

_ - - - - As chapas '(2), tais como representadas na Figura 7, são ____inseridas de modo a se apoiarem no fundo dos alojãrnéntõs^?? 7’).“ê os dois braços (10, 10’) da estrutura em forma de U dessas chapas (2) deixam entre eles um espaço livre (E) que permite o pivotamento do contato móvel na abertura. As chapas (2) apresentam, de cada lado, um nicho de guia lateral (11, 11’), dos quais um é dotado de uma protuberância de encaixe (12). Essa protuberância (12), ao penetrar nos orifícios (9, 9’), permite o encaixe de cada chapa no invólucro isolante (1). Considerando o deslocamento entre os orifícios (9, 9’), é preciso transformar uma chapa em duas, de tal modo que a protuberância (12) fique alternadamente do lado da parede lateral (3) e da parede lateral (3’). De acordo com uma configuração de gaiola da presente invenção, todas as chapas de empilhamento são idênticas.

De modo alternativo, a chapa disposta no topo pode compreender uma saliência de encaixe (13) que permite reduzir o desgaste da ponta do contato móvel. Essa chapa é mostrada na Figura 8.

As Figuras 9 e 10 mostram sucessivamente vistas da parede lateral (3j e da parede lateral (3) que permitem constatar o empilhamento em forma de leque com o posicionamento relativo de cada chapa de seccionamento de arco (2) em relação às aberturas (9, 9’). Esse posicionamento relativo será explicitado mais detalhadamente em relação às Figuras 13 a 15.

Na Figura 9, os nichos (11) com sua protuberância de encaixe (12) aparecem nos orifícios (9’). Da mesma forma, na Figura 10, os mesmos nichos de guia lateral (11) com sua protuberância de encaixe (12) aparecem nos orifícios (9).

O empilhamento em forma de leque das chapas_ de seccionamento de arco (2) aparece ainda mais claramente nas Figuras 11a e 11b, e a primeira compreende uma chapa superior dotada de uma

45. configuraçãortal comoa que é mostrada na Figura 8, com uma saliência de ____encaixe (13). Foi mencionado que o-invó'tacro^-í'sõl'anté' (Ijricompreende uma tampa (14), que aparece igualmente nessas figuras. Elas mostram, finalmente, o posicionamento relativo preciso da peça no borne (4) e contato fixo (6) com sua lingueta (5), que forma a chapa de base de arco, disposta de modo sensivelmente paralelo à chapa de seccionamento de arco (2) situado imediatamente acima dela. Como as seções que são objeto das Figuras 11a e 11b são medianas, elas mostram igualmente bem o espaço (E) no qual se desloca o contato móvel (15), representado unicamente na Figura 11a.

O conjunto constituído pelo invólucro isolante (1), pela tampa (14) e pela peça unitária que forma o borne (4), o contato fixo (6) e a chapa de base de arco (5) é mostrado na Figura 12, em vista explodida Essa figura mostra a existência, na parte inferior do invólucro isolante (1), de uma mureta em forma de U (16) que envolve a lingueta (5) que forma a chapa de base de arco. Essa mureta (16) permite proteger a referida chapa (5) de base do arco.

A Figura 13, que é uma seção no nível das setas AA da Figura 5, mostra bem o posicionamento relativo dos alojamentos (7) e das ranhuras (8) trapezoidais, que comportam, se for o caso, orifícios transversais (9).

Para cada ranhura trapezoidal (8) existe, no prolongamento para dentro, um alojamento (7). As paredes desse alojamento possuem igualmente um aspecto trapezoidal, que corresponde à forma da ranhura correspondente (8).

Quando as chapas de seccionamento (2) são inseridas nos 10 alojamentos (7), elas se apoiam no fundo desses alojamentos (7). Seu posicionamento preciso é dado por cooperação entre os nichos laterais (11), que aparecem igualmente em seção na Figura 14 ea forma_da ranhura (8) trapezoidal. Os dois lados maiores do trapézio de cada ranhura (8) convergem de fato para as arestas da face frontal interna de cada nicho (11), permitindo o * posicionamentoTlá Chapa'(2)7 A êxistênciã“da protuberância (12) permite, além — - -do encaixe no momento da entradarimpedinrretõrnirdãsTshãpasT

Nota-se igualmente, em relação à Figura 15, que uma das paredes de cada alojamento (7) está no prolongamento, ou seja, no mesmo plano que uma das paredes de cada ranhura trapezoidal (8).

Em suma, um dos lados maiores de cada um dos dois trapézios, o que constitui as ranhuras (8) e o que constitui os alojamentos (7), está situado no alinhamento do outro. O posicionamento das chapas de seccionamento de arco (2) fica, assim, firmemente assegurado.

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Claims

Reivindicações

1. GAIOLA DE EXTINÇÃO DO ARCO ELÉTRICO, que é criado na abertura entre um contato móvel (15) e um contato fixo (6) de um aparelho elétrico de interrupção de pelo menos uma linha do tipo disjuntor, que

5 compreende um empilhamento de chapas de seccionamento de arco (2) inseridas em forma de leque em um invólucro (1) de material isolante, e cada chapa (2) apresenta uma forma em U estando então orientada de modo sensivelmente perpendicular ao curso do contato móvel (15) que gira entre os braços (10, 10’) dos U, caracterizada pelo fato de que:

10 - as chapas de seccionamento (2) apresentam, de cada lado, um nicho (11, 11’) de guia lateral, dos quais um é dotado de uma protuberância (12) de encaixe; _ _

- alojamentos (7, 7’) para as extremidades livres das chapas (2) são dispostos no invólucro (1), de cada lado do espaço (E) no qual se desloca

15 ' o contato móvel-(15), eos referidosalojamentos (7, 7’)'apreséntam secção de ____aspecto paralelo ao curso do referido contato (15) e com uma forma de trapézio cuja base menor constitui o fundo do alojamento (7, 7’) que forma um limite axial de inserção das chapas (2);

- ranhuras trapezoidais (8, 8’) são dispostas nas duas faces

20 internas das paredes laterais (3, 3’) do invólucro (1), e as referidas ranhuras (8,

8’) desembocam na abertura do invólucro (1), pela qual são inseridas as chapas (2) e posicionam as chapas (2) em contato, por cooperação dos nichos (11, 11’) de guia laterais, com as paredes convergentes das ranhuras (8, 8’);

- orifícios trapezoidais (9, 9’) que atravessam as paredes laterais

25 (3, 3’) do invólucro (1) são dispostos em uma ranhura (8, 8’) a cada duas, com um deslocamento de uma parede (3) para outra (3’) do invólucro (1), e os referidos orifícios (9, 9’) são limitados em três lados pelas ranhuras (8, 8’), sendo que o quarto lado proximal da abertura do invólucro (1) tem um aspecto $

paralelo ao fundo do alojamento (7, 7’) que corresponde à ranhura (8, 8’), e destinado a cooperar com a protuberância de encaixe (12) para bloquear a chapa (2).
2. GAIOLA DE EXTINÇÃO DE ARCO ELÉTRICO, de acordo 5 com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma parede do alojamento (7, 7’) e uma parede das ranhuras (8, 8’) estão no mesmo plano.
3. GAIOLA DE EXTINÇÃO DE ARCO ELÉTRICO, de acordo com uma das reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de que as chapas de seccionamento de arco (2) são idênticas.

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4. GAIOLA DE EXTINÇÃO DE ARCO ELÉTRICO, de acordo com uma das reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de que as chapas de seccionamento de arco (2) são idênticas, com exceção da chapa dista[do^ contato fixo (6) que é dotada de uma saliência de fixação (13) do arco disposta entre seus braços (10, 10’).

15- - - - -5. GAIOLA DE EXTINÇÃO DE ARCO ELÉTRICO, de acordo _______com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que compreende uma peça unitária (4) que forma um borne prolongado por uma porção situada em uma das extremidades do invólucro (1) e que compreende o contato fixo (6), e a referida porção possui uma chapa de base de arco em

20 forma de uma lingueta (5) adjacente ao contato fixo (6), recortada no interior e saliente na referida porção.

6. GAIOLA DE EXTINÇÃO DE ARCO ELÉTRICO ,de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o invólucro (1) compreende uma mureta (16) em forma de U que envolve a referida lingueta

25 (5) e isola o arco.

7. GAIOLA DE EXTINÇÃO DE ARCO ELÉTRICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o invólucro (1) compreende uma tampa de fechamento (14) disposta do lado dos e

í bornes de conexão.

8. APARELHO ELÉTRICO DE INTERRUPÇÃO DE LINHAS DO TIPO DISJUNTOR, caracterizado pelo fato de que compreende uma gaiola de extinção de arco elétrico conforme definido em qualquer uma das
5 reivindicações 1 a 7.

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