ES2215281T3 - Dispositivo de corte electrico para baja y alta tension. - Google Patents
Dispositivo de corte electrico para baja y alta tension.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO DE CORTE ELECTRICO, EN PARTICULAR PARA BAJA O ALTA TENSION, QUE COMPRENDE AL MENOS UN CONTACTO FIJO (30, 40; 130) Y UN CONTACTO MOVIL (50; 150) QUE PUEDE DESPLAZARSE AL MENOS ENTRE DOS POSICIONES: UNA POSICION DE CIERRE EN LA CUAL EL CONTACTO MOVIL (50; 150) ESTA UNIDO AL CONTACTO FIJO (30, 40; 130) Y OTRA DE APERTURA EN LA CUAL EL CONTACTO MOVIL (50; 150) ESTA SEPARADO DEL CONTACTO FIJO (30, 40; 130); Y AL MENOS UNA FUENTE DE CAMPO MAGNETICO (60; 160) ADAPTADA PARA PROLONGAR EL ARCO QUE APARECE ENTRE EL CONTACTO MOVIL (50; 150) Y EL CONTACTO FIJO (30, 40; 130) EN LA FASE DE APERTURA. SE CARACTERIZA PORQUE LA FUENTE DE CAMPO MAGNETICO (60; 160) ESTA PREPARADA PARA PROLONGAR EL ARCO TRANSVERSALMENTE EN LA DIRECCION GENERAL PREDETERMINADA DE DESPLAZAMIENTO DEL CONTACTO MOVIL (50; 150) EN RELACION CON EL CONTACTO FIJO (30; 130).
Description
Dispositivo de corte eléctrico para baja y alta
tensión.
La presente invención se refiere al campo de los
dispositivos de corte eléctrico para alta tensión.
La invención se aplica en particular, pero no
limitativamente, a los campos de la alta tensión HTA (en alterna de
1000 a 50000 voltios y en continua de 1500 a 75000 voltios) y HTB
(en alterna superior a 50000 voltios y en continua superior a 75000
voltios).
La presente invención puede también encontrar
aplicación en el campo de las bajas tensiones BTA (de 50 a 500 V en
alterna y de 120 a 750 V en continua) y BTB (de 500 a 1000 V en
alterna y de 750 a 1500 V en continua).
La presente invención se aplica en particular al
campo de los dispositivos de corte eléctrico que comprenden una
caja que define por lo menos una cámara que aloja dos contactos
fijos que cooperan con un contacto móvil rotativo desplazado entre
por lo menos dos posiciones: una posición de cierre en la cual el
contacto rotativo conecta los contactos fijos, y una posición de
apertura en la cual el contacto móvil está separado de los
contactos fijos.
Se encontrarán unos ejemplos de realización de
dichos dispositivos de corte eléctrico conocidos con contacto móvil
rotativo en los documentos DE-1088583,
DE-612712, US-4700028 y
US-3646284.
Sin embargo, la presente invención no está
limitada a esta aplicación particular y se extiende a todos los
dispositivos de corte eléctrico, tales como por ejemplo los
dispositivos de corte en el aire.
Para mejorar la capacidad de corte de los
dispositivos de corte eléctrico, se han propuesto ya diversos
medios de extinción de arco.
Se han propuesto en particular unos sistemas de
soplado de los arcos desarrollados entre los contactos fijos y
móvil gracias a unos conjuntos de pistones accionados por el
contacto móvil rotativo. Se encontrarán unos ejemplos de dichas
estructuras en los documentos DE-677956,
EP-23298, DE-2037777,
US-2100753 y FR-2019739.
Se ha propuesto también añadir unos imanes a
dichos dispositivos de corte eléctrico para alargar los arcos y
mejorar la capacidad de corte. Unos ejemplos de realización de
dichas estructuras se encontrarán en los documentos
EP-0296915, FR-1226439,
FR-1238953 y US-3194918.
La presente invención tiene ahora por objeto
perfeccionar los dispositivos de corte de baja o alta tensión
conocidos.
Este objetivo se alcanza, en el marco de la
presente invención, gracias a un dispositivo de corte eléctrico del
tipo conocido que comprende por lo menos un contacto fijo, un
contacto móvil desplazable entre por lo menos dos posiciones: una
posición de cierre, en la cual el contacto móvil está conectado al
contacto fijo, y una posición de apertura en la cual el contacto
móvil está separado del contacto fijo y, por lo menos, una fuente
de campo magnético adaptada para alargar el arco desarrollado entre
el contacto fijo y el contacto móvil cuando tiene lugar una fase de
apertura, caracterizado porque la fuente de campo magnético está
adaptada para generar un desarrollo de arco transversalmente a la
dirección general predeterminada de desplazamiento del contacto
móvil.
Otras características, objetivos y ventajas de la
invención aparecerán con la lectura de la descripción detallada que
sigue y con respecto a los planos anexos, dados a título de
ejemplos no limitativos, y en los cuales:
- la figura 1 representa una vista esquemática en
sección transversal de un dispositivo de corte de acuerdo con la
presente invención en posición de cierre,
- la figura 2 representa una vista del mismo
dispositivo cuando tiene lugar una fase de apertura,
- la figura 3 representa una vista del mismo
dispositivo en una posición de conexión a tierra,
- las figuras 4 y 5 representan dos vistas
laterales, ortogonales entre sí, de un dispositivo de corte de
acuerdo con un segundo modo de realización de la presente
invención, y
- las figuras 6a y 6b, 7a y 7b, 8a y 8b
representan respectivamente en posición de apertura y en posición
de cierre, tres variantes de aplicación de acuerdo con la presente
invención.
Se describirá en principio el primer modo de
realización de acuerdo con la presente invención, ilustrado en las
figuras 1 a 3 anexas.
Se percibe en las figuras 1 a 3 anexas, un
dispositivo de corte eléctrico que comprende una caja 10 formada
por dos coquillas 12, 14 ensambladas por cualquier medio apropiado,
por ejemplo por atornillado o por medio de pasadores en 15.
Preferentemente, una junta de estanqueidad 16 está intercalada entre
las dos coquillas 12, 14. La geometría de las coquillas 12, 14
puede constituir el objeto de numerosas variantes de realización.
Estas coquillas 12, 14 definen en combinación una cámara interna
20. Según la representación dada en las figuras 1 a 3 anexas, la
cámara 20 es por lo menos parcialmente cilíndrica de revolución
centrada sobre un eje O-O. Esta geometría no es
limitativa.
Las coquillas 12, 14 soportan dos contactos fijos
30, 40, eléctricamente conductores que atraviesan las coquillas
para ser accesibles, por una parte por el exterior de la caja 10 en
vista a una conexión eléctrica, y por otra parte en el interior de
la cámara 20. En el interior de la cámara 20, los dos contactos
fijos están diametralmente opuestos con respecto al eje
O-O.
Como se ve en las figuras 1 a 3 anexas, en caso
necesario, uno de los contactos 30 puede estar prolongado en el
interior de la cámara 20 por un sector 32 de material
eléctricamente conductor en forma de sector de corona centrado
sobre el eje O-O.
La cámara 20 aloja además un contacto móvil
rotativo 50 eléctricamente conductor susceptible de rotación
alrededor del eje O-O. El contacto móvil rotativo
50 es accionado en rotación por cualquier medio apropiado. Está
constituido por una barra rectilínea que se extiende según un
diámetro con respecto al eje O-O.
El contacto móvil rotativo 50 es desplazado así
entre por lo menos dos posiciones: una posición de cierre tal como
la ilustrada en la figura 1 en la cual el contacto móvil rotativo
50 asegura una conexión entre los contactos fijos 30, 40, y una
posición de apertura ilustrada en la figura 2 en la cual el
contacto móvil 50 está separado de los contactos 30, 40 y abre así
el circuito eléctrico entre estos últimos.
La cooperación de contactado definida entre los
extremos del contacto móvil rotativo 50 y los contactos fijos 30,
40 puede constituir el objeto de numerosos modos de realización.
Según la representación esquemática dada en las figuras 1 a 3
anexas, los contactos fijos 30, 40 están constituidos por
cuchillas, mientras que los extremos cooperantes del contacto móvil
rotativo 50 están constituidos por pinzas complementarias. Sin
embargo puede ser considerada la disposición inversa. Así, se puede
prever realizar los contactos fijos 30, 40 en forma de pinzas y los
extremos cooperantes del contacto móvil rotativo 50 en forma de
cuchillas. Preferentemente, estos elementos 30, 40, 50 están
adaptados para definir unos contactos múltiples a nivel de cada par
30/50 y 40/50.
El experto en la materia comprenderá fácilmente
que cuando tiene lugar la fase de apertura, se desarrolla un arco A
de orientación general periférica entre los extremos del contacto
móvil rotativo 50 y cada uno de los contactos fijos 30, 40, como se
ha ilustrado en la figura 2. En la figura 2, la corriente que
generan los arcos A está referenciada I.
En el marco de la presente invención, están
previstas unas fuentes de campo magnético 60 adaptadas para
desarrollar el arco en una dirección axial, es decir paralelamente
al eje O-O de rotación del contacto rotativo 50.
Para ello, las fuentes 60 presentan una orientación de campo radial
con referencia al eje O-O.
Según el modo de realización ilustrado en las
figuras 1 a 3 anexas, las fuentes 60 están constituidas por imanes.
Sin embargo, en una variante las fuentes 60 podrían estar
constituidas por bobinas electromagnéticas alimentadas
eléctricamente por lo menos cuando tiene lugar la fase de
apertura.
Más precisamente aún, según el modo de
realización ilustrado en las figuras 1 a 3 anexas, los imanes 60
están alojados en las coquillas 12, 14, en la proximidad de los
contactos fijos 30, 40, es decir, frente a la zona en la cual
aparece el arco.
Más precisamente según las figuras 1 a 3 anexas,
los imanes están embebidos en las coquillas 12, 14. Están así
recubiertos por un velo del mismo material de las coquillas 12, 14
o aplicado, que las protege de los arcos.
En una variante sin embargo, los imanes 60 pueden
enrasar con la superficie interna de la cámara 20, o formar resalte
interiormente con respecto a esta superficie en la cámara 20.
Según también otra variante, los imanes 60 pueden
estar dispuestos en el exterior de las coquillas 12, 14. Esta
disposición facilita las eventuales operaciones de mantenimiento y
de reemplazado de estos imanes 60, incluso de ajuste si es
necesario.
Los dos imanes 60 (o bobinas equivalentes) pueden
tener unos polos opuestos dirigidos hacia el eje de rotación
O-O del contacto móvil 50, como se ha ilustrado en
las figuras 1 a 3. En este caso, los arcos A se extienden
axialmente en el mismo sentido. La dirección de los imanes ilustrada
en las figuras 1 a 3 anexas no es desde luego limitativa.
En una variante, los dos imanes 60 (o bobinas
equivalentes) podrían tener unos polos idénticos dirigidos hacia el
eje O-O de rotación del contacto móvil 50. En este
caso, los arcos generados respectivamente en la proximidad de los
contactos fijos 30, 40 se extienden en sentidos opuestos
paralelamente al eje O- O.
Por otra parte se observará que, en el marco de
la invención, aunque ello no sea obligatorio, la coquilla 14
soporta además un segundo contacto fijo 42 conectado a tierra.
Así, como se ha ilustrado en la figura 3, cuando
el contacto móvil rotativo 50 alcanza el contacto 42, conecta el
sector 32 y este contacto 42 y permite, por consiguiente, conectar
el contacto fijo 30 conectado al sector 32, a tierra.
Los imanes 60 pueden estar fijados sobre las
coquillas 12, 14 por cualquier medio apropiado.
La utilización de imanes 60 (o bobinas
equivalentes) de orientación radial permite realizar una caja de
dimensiones transversales reducidas y, por consiguiente, reducir la
cantidad de material necesario y el coste global del
dispositivo.
En la práctica, la presente invención es
utilizada preferentemente en forma de tres cámaras yuxtapuestas
axialmente que corresponden a las tres fases de una red de
distribución eléctrica. Las distancias requeridas entre líneas de
alimentación de una red trifásica son compatibles con las
dimensiones axiales requeridas para permitir el desarrollo del arco
gracias a los imanes 60. Estas tres cámaras pueden estar
constituidas por una caja única o, en caso necesario, por tres
cajas yuxtapuestas.
El sentido axial en el cual el arco se extiende,
depende del sentido de la corriente en el corte. Por esta razón, el
conjunto formado por los contactos fijos 30, 40, el contacto móvil
rotativo 50 y los imanes 60 (generalmente coplanarios entre sí y
centrados sobre un plano transversal al eje de rotación
O-O), está preferentemente dispuesto en posición
media de la cámara 20 para permitir a los arcos extenderse
indiferentemente en un sentido o en el otro según el sentido de la
corriente.
Así, a título de ejemplo, se puede prever en caso
necesario realizar el dispositivo de corte con la ayuda de un solo
imán 60 (o bobina equivalente) y no con la ayuda de dos imanes 60
(o bobinas equivalentes) dispuestos respectivamente en la
proximidad de cada contacto fijo 30, 40 frente a la zona de
generación del arco cuando tiene lugar la fase de apertura, como se
ha ilustrado en las figuras 1 a 3 anexas.
Se describirá ahora el segundo modo de
realización de acuerdo con la presente invención ilustrado para un
polo, en las figuras 4 y 5 anexas.
Según este segundo modo de realización, el
dispositivo de corte está dispuesto en el aire.
La estructura general de este dispositivo es
conocida y no será por tanto descrita en detalle a
continuación.
En las figuras 4 y 5 el contacto fijo está
referenciado 130 y el contacto móvil está referenciado 150.
El dispositivo comprende una base 100 que soporta
dos aisladores fijos 110 y 120. Estos soportan respectivamente unos
bornes 112, 122 de conexión en los extremos de una línea a
seccionar.
El contacto fijo 130 está conectado al borne 112
en el vértice del aislador 110.
El contacto móvil 150 está dispuesto en el
extremo de un brazo 152 montado en pivotamiento sobre el vértice
del aislador 120, alrededor de un eje 154. El contacto móvil 150
está conectado eléctricamente al borne 122 por cualesquiera medios
apropiados, por ejemplo por el brazo 152. Los desplazamientos del
brazo 152 entre una posición de cierre, ilustrada en la figura 4,
en la cual el contacto móvil 152 está conectado al contacto fijo
130, y una posición de apertura, esbozada en la figura 4, en la
cual el contacto móvil 152 está separado del contacto fijo 130, son
mandados por el pivotamiento de un tercer aislador 170 montado en
rotación sobre la base 100 alrededor de un eje 172 y cuyo vértice
está provisto de un rodillo 174 en acoplamiento con un raíl
solidario del brazo 152.
Además, en el marco de la presente invención,
como se ha indicado anteriormente, está prevista por lo menos una
fuente de campo magnético 160 adaptada para alargar el arco
desarrollado entre el contacto fijo 130 y el contacto móvil 150
cuando tiene lugar una fase de apertura, transversalmente a la
dirección general predeterminada de desplazamiento del contacto
móvil 150.
La fuente de campo magnético 160 está constituida
preferentemente por un imán permanente.
Así, en el marco de la presente invención, esta
fuente de campo magnético 160 tiene su eje de imantación contenido
en un plano ortogonal al eje de rotación 154 del contacto móvil
150.
El imán 160 está posicionado de manera que cree
un campo magnético perpendicular a la dirección de la corriente del
arco eléctrico, generado cuando tiene lugar la apertura de los
contactos, lo que provoca un desplazamiento del arco eléctrico en
el sentido axial, con referencia al eje de rotación del contacto
móvil 150.
Esta fuente 160 alarga el arco perpendicularmente
al plano de la figura 4 y paralelamente al plano de la figura
5.
Según el modo de realización preferido pero no
limitativo ilustrado en las figuras anexas, el imán 160 está
soportado por una platina 162 solidaria del contacto fijo 130.
Como se ha ilustrado en las figuras 6 a 8, la
presente invención se aplica en particular a los dispositivos de
corte eléctrico que comprenden un contacto móvil 50 montado en
rotación alrededor de un eje O-O y que coopera con
un contacto fijo 30 (ver figuras 6a y 6b), en los dispositivos de
corte eléctrico que comprenden un contacto móvil 50 montado en
rotación alrededor de un eje O-O y que cooperan con
dos contactos fijos 30 y 40 (ver figuras 7a y 7b), y en los
dispositivos de corte eléctrico que comprenden un contacto fijo 30 y
un contacto 50 móvil en traslación con respecto a este contacto
fijo 30 entre una posición de cierre y una posición de apertura
(ver figuras 8a y 8b).
En las figuras 8a y 8b el contacto móvil 50 es
accionado por una biela 52 y está conectado a una trenza flexible
eléctricamente conductora 54.
La presente invención se aplica también a los
dispositivos de corte dispuestos en una caja bajo atmósfera
controlada, estanca o semiestanca, por ejemplo bajo SF6 o bajo
nitrógeno.
En caso necesario, la fuente de campo magnético
60, 160 puede ser completada por unos medios adicionales de corte,
tales como unos látigos, dispositivo de soplado de aire o de gas,
cámara sintética con desprendimiento gaseoso, cámara de
alargamiento o de ruptura de arco, etc...
Se ha ilustrado así en las figuras 4 y 5, un
látigo 180 de material eléctricamente conductor solidario del
contacto móvil 150 para cooperar de forma conocida con un gancho
182 también de material eléctricamente conductor solidario del
contacto fijo 130.
Claims (22)
1. Dispositivo de corte eléctrico, en particular
para baja o alta tensión, que comprende por lo menos un contacto
fijo (30, 40; 130) y un contacto móvil (50; 150) susceptible de
desplazamiento entre por lo menos dos posiciones: una posición de
cierre en la cual el contacto móvil (50; 150) está conectado al
contacto fijo (30, 40; 130) y una posición de apertura en la cual el
contacto móvil (50; 150) está separado del contacto fijo (30, 40;
130), y por lo menos una fuente de campo magnético (60; 160)
adaptada para alargar el arco que aparece entre el contacto móvil
(50; 150) y el contacto fijo (30, 40; 130) cuando tiene lugar la
fase de la apertura, caracterizado porque la fuente de campo
magnético (60; 160) está adaptada para alargar el arco
transversalmente al plano predeterminado de desplazamiento del
contacto móvil (50; 150) con respecto al contacto fijo (30;
130).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la fuente de campo magnético (60; 160)
está adaptada para crear un campo magnético perpendicular a la
dirección de la corriente del arco eléctrico.
3. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 ó 2. caracterizado porque el contacto móvil (50; 150) está
montado en rotación.
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque el contacto móvil (50) coopera con dos
contactos fijos (30, 40).
5. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque el contacto móvil (150) coopera con un
contacto fijo (130).
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 ó 2, caracterizado porque el contacto móvil (50; 150) está
montado en traslación.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque el contacto fijo (30, 40) y el
contacto móvil (50) están dispuestos en una caja (10).
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque el contacto fijo (30, 40) y el
contacto móvil (50) están dispuestos en el aire.
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7, caracterizado porque la fuente de campo magnético
(60; 160) está constituida por un imán.
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7, caracterizado porque la fuente de campo magnético
(60) está constituida por una bobina electromagnética.
11. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 10, caracterizado porque la fuente de campo magnético
define un campo de orientación radial con respecto a un eje de
pivotamiento del contacto móvil (50).
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 11, caracterizado porque comprende dos contactos fijos
(30, 40) y dos fuentes de campo magnético (60) dispuestas
respectivamente en la proximidad de los contactos fijos (30, 40) y
adaptadas para alargar axialmente los arcos que nacen
respectivamente entre el contacto móvil (50) y cada uno de los
contactos fijos (30, 40).
13. Dispositivo según la reivindicación 12,
caracterizado porque las dos fuentes (60) tienen unos polos
idénticos dirigidos hacia el eje de rotación (O-O)
del contacto móvil (50).
14. Dispositivo según la reivindicación 12,
caracterizado porque las dos fuentes (60) tienen unos polos
opuestos dirigidos hacia el eje de rotación (O-O)
del contacto móvil (50).
15. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7 y 9 a 14, caracterizado porque por lo menos una fuente
(60) está embebida en el material que compone la caja (10).
16. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7 y 9 a 15, caracterizado porque por lo menos una fuente
(60) enrasa sobre la superficie interna de la cámara (20).
17. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7 y 9 a 16, caracterizado porque por lo menos una fuente
(60) forma resalte en el interior de la cámara (20).
18. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7 y 9 a 17, caracterizado porque por lo menos una fuente
(60) está dispuesta en el exterior de la caja (10).
19. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7 y 9 a 18, caracterizado porque cada fuente de campo
magnético (60) está dispuesta en la pared de la caja (10) frente a
la zona adyacente a los contactos fijos sobre la cual se desarrolla
el arco cuando tiene lugar la fase de apertura.
20. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 19, caracterizado porque comprende además un tercer
contacto fijo (42) conectado a tierra y un sector eléctricamente
conductor (32) conectado a uno de los contactos fijos principales
(30) para conectar este último a tierra por medio del contacto móvil
(50) cuando tiene lugar la apertura.
21. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7 y 9 a 20, caracterizado porque el conjunto formado por
los contactos fijos (30, 40), el contacto móvil (50) y por lo menos
una fuente (60) está dispuesto en posición media en la cámara
(20).
22. Dispositivo de corte eléctrico según una de
las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque comprende
tres conjuntos (20) yuxtapuestos que comprenden cada uno por lo
menos un contacto fijo (3, 40; 130), un contacto móvil (50; 150) y
por lo menos una fuente de campo magnético (60; 160).
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR9705136 | 1997-04-25 | ||
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Publications (1)
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Families Citing this family (9)
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