ES2231843T3 - Interruptor de corriente con contactos moviles. - Google Patents
Interruptor de corriente con contactos moviles.Info
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Abstract
INTERRUPTOR DE CORRIENTE DOTADO DE UNOS CONTACTOS MOVILES (5) QUE COOPERAN CON OTROS CONTACTOS FIJOS (105) Y QUE CONSTA, PARA CADA FASE ELECTRICA, DE UNA MANIVELA (1) QUE GIRA ALREDEDOR DE UN PASADOR (25) Y DE UNA BARRA DE CONEXION (15), UNIDAS, DE MODO OPERATIVO, A LA MANIVELA (1) Y AL MECANISMO DE APERTURA Y CIERRE DEL INTERRUPTOR, EXISTIENDO UNA PROVISION PARA QUE LAS PALANCAS (4) QUE LLEVAN LOS CONTACTOS SE APOYEN EN LA PARTE INFERIOR DE UN PASADOR (10) INTEGRADO CON LA MANIVELA (1), PARA QUE, POR ENCIMA DEL PASADOR (10), LAS PALANCAS (4) TENGAN, EN EL LADO OPUESTO DE LOS CONTACTOS (5), UNAS SILLETAS (45) EN LAS CUALES SE APOYAN LOS MEDIOS DE MUELLE (6), PARA QUE LOS EXTREMOS OPUESTOS DE LOS MUELLES (6) SE APOYEN CONTRA LAS SILLETAS (56) FORMADAS EN LA PARTE SUPERIOR DEL LADO DEL APOYO (2) DE LA MANIVELA (1), OPUESTO A LOS CONTACTOS FIJOS (105).
Description
Interruptor de corriente con contactos
móviles.
La invención se refiere a un interruptor de
corriente con contactos móviles incluyendo, para cada fase
eléctrica, una manivela, que pivota alrededor de un pasador, y una
varilla de articulación, conectada operativamente a la manivela y
al mecanismo para abrir y cerrar el interruptor.
Es sabido que, en particular en instalaciones de
bajo voltaje, está difundido el uso de interruptores de corriente.
Estos interruptores hacen posible minimizar los esfuerzos térmicos
y dinámicos presentes en los componentes eléctricos presentes en la
instalación hacia abajo del interruptor de corriente, en caso de
que se produzca una avería por cortocircuito o, de todos modos, en
caso de que se requieran tiempos sumamente cortos para la
interrupción de corrientes superiores a la corriente de
régimen.
Tal interruptor de corriente se describe, por
ejemplo, en la memoria descriptiva de la Patente Británica GB 1 564
412.
El uso de estos interruptores de corriente
conocidos está difundido en instalaciones como, por ejemplo,
grandes instalaciones industriales, instalaciones navales e
instalaciones petroquímicas.
En caso de que el interruptor de corriente tenga
que soportar una corriente de régimen alta habrá que utilizar
interruptores de corriente de tipo abierto.
En estos interruptores se explota el efecto de
autorrepulsión, producido por la corriente de cortocircuito en los
contactos del interruptor, para obtener la apertura rápida del
circuito eléctrico.
La apertura de los contactos mediante
autorrepulsión avanza la operación del relé de sobrecorriente. Este
relé controla la apertura del interruptor mediante unos medios de
control mecánico con largos tiempos operativos que en cualquier
caso son independientes del valor de la corriente de cortocircuito
que se desea interrumpir.
Para intensificar el efecto ventajoso de la
autorrepulsión de los contactos móviles y fijos, las palancas
conocidas de soporte de contacto de los interruptores de corriente
están diseñadas con geometrías conocidas que acentúan la repulsión
electrodinámica que se establece entre dos conductores por los que
atraviesa corriente eléctrica en sentido contrario. De esta forma,
se obtienen tiempos sumamente cortos para la apertura de los
contactos, con una prolongación rápida consiguiente del arco
eléctrico que se forma entre las puntas de arto de los contactos
fijos y de los contactos móviles durante la apertura, y se obtiene
una reducción grande de la corriente.
En la actualidad, el mecanismo que permite
separar los contactos móviles de los contactos fijos mediante el
efecto de repulsión electrodinámica se ejecuta por medio de una
serie de varillas de articulación y palancas acodadas. Estos
mecanismos son especialmente complejos puesto que deben residir
dentro de la manivela de soporte de contacto y cumplen varias
funciones simultáneamente.
En particular, deben ejercer una presión fuerte
en los contactos durante la operación del interruptor, deben
permitir el pivote de las palancas de soporte de contacto durante
la repulsión generada por la acción electrodinámica y mantener los
contactos móviles separados de los contactos fijos mientras el
control, activado por un relé, no abre el interruptor.
El gran número de componentes y la presencia de
gran número de uniones hace la operación del mecanismo conocido
altamente sensible al valor de las tolerancias de construcción y al
montaje correcto de los componentes. Por lo tanto, los dispositivos
actuales tienen una eficiencia modesta.
El objetivo de la presente invención es superar
los inconvenientes antes indicados de la técnica anterior, y en
particular simplificar los mecanismos que actúan en los contactos
móviles para obtener, al mismo tiempo, una acción más rápida de
apertura de los contactos móviles y una acción más eficiente de
interrupción de la corriente.
Otro objeto de la invención consiste en reducir
los tiempos para la producción y el montaje del interruptor.
Puesto que los muelles siempre ejercen una acción
de empuje en las palancas de soporte de contacto, para evitar,
durante el pivote de las palancas de soporte de contacto, que se
flexionen los muelles, deteriorando la operación correcta, los
muelles se guían por varillas que se extienden desde el asiento del
soporte al asiento de las palancas.
Ventajosamente, las varillas tienen secciones
transversales rectangulares.
También es ventajoso que el asiento del soporte
tenga la forma de un aro recibido por un pasador conectado al
soporte de la manivela.
Es ventajoso que el asiento anular tenga una
superficie de soporte para los medios de muelle.
Para que en las palancas de soporte de contacto
la acción de los muelles mantenga las palancas abiertas, cuando las
palancas están dispuestas en la posición retirada o abierta, y para
tener una disposición relativamente compacta de los componentes, en
las palancas de soporte de contacto, en el lado que mira al muelle,
se han previsto depresiones que forman asientos para los cuerpos de
los medios de muelle.
Para tener una zona de detención de las palancas
de soporte de contacto dispuestas en la posición retirada, en las
palancas de soporte de contacto se han previsto asientos circulares
para recibir las formas anulares de los asientos del soporte.
Para enlazar los muelles con las palancas de
soporte de contacto y para permitir el deslizamiento de los muelles
en las varillas de guía, los muelles apoyan sobre las palancas de
soporte de contacto con la interposición de capuchones que tienen
agujeros pasantes que reciben las varillas de guía de manera
deslizante y tienen pasadores laterales acoplables con los asientos
de las palancas de soporte de contacto.
Para excluir durante el pivote de las palancas de
soporte de contacto que las varillas de guía entren en contacto con
las palancas de soporte de contacto, los asientos para los
pasadores de los capuchones tienen ranuras.
Ventajosamente, la altura de las ranuras es mayor
que la introducción máxima de la varilla en el capuchón.
Ventajosamente, las ranuras se hacen con
salientes que tienen en la parte superior los asientos para los
pasadores de los capuchones.
Para evitar que se abra el mecanismo, durante el
montaje o desmantelamiento, desmontando los varios componentes, un
pasador de tope que limita el pivote de las palancas de soporte de
contacto móviles está presente en la manivela de soporte de las
palancas de soporte de contacto.
Las ventajas de la presente invención se observan
principalmente en la mayor simplicidad de ejecución del mecanismo
para controlar los contactos móviles.
La simplicidad de ejecución reside esencialmente
en el hecho de usar la palanca de los contactos móviles como la
varilla de un mecanismo de tres articulaciones. Esta ejecución
conduce a una ventaja considerable en la operación del dispositivo.
Así, la fuerza de repulsión electrodinámica de los contactos
móviles se explota para comprimir, con la palanca de soporte de
contacto, el muelle directamente y pasar de una posición de la
palanca de soporte de contacto extendida y estable (posición de
trabajo) a una posición de la palanca de soporte de contacto
completamente retirada y también estable, mediante una serie de
posiciones de la palanca de soporte de contacto que son inestables y
por lo tanto no se pueden mantener en el tiempo.
Una ventaja adicional consiste en la
simplificación de los procedimientos para montar el dispositivo en
virtud de un pequeño número de componentes y la extrema sencillez de
la conexión de los componentes.
El dispositivo así ejecutado, en virtud del
pequeño número de componentes y su simplicidad de ejecución es muy
robusto y fiable.
La materia, ideada según la presente invención,
se describirá a continuación con mayor detalle e ilustrará en una
realización que se ofrece meramente a modo de ejemplo, en los
dibujos anexos en los que:
La figura 1 ilustra, en vista axonométrica, la
manivela de soporte de contactos móviles conectada a la varilla de
articulación aislante.
La figura 2 muestra, en vista lateral
parcialmente cortada, la manivela para soportar los contactos
móviles en la posición cerrada con los contactos móviles
extendidos.
La figura 3 ilustra, en vista lateral
parcialmente cortada, la manivela para soportar los contactos
móviles en la posición cerrada con los contactos móviles
retirados.
Las figuras 4 y 5 muestran, en una vista frontal
y lateral, el capuchón para conectar el muelle a la palanca de los
contactos móviles.
Las figuras 6 y 7 ilustran, en una vista lateral
y frontal, un detalle de la palanca de los contactos móviles con
referencia al asiento para el capuchón del muelle.
El interruptor de corriente es de construcción y
operación conocidas, de manera que solamente se describirán a
continuación las partes que son nuevas y esenciales para la
invención.
Por las figuras es posible observar cuáles son
los componentes principales de una fase eléctrica de un interruptor
de corriente de voltaje bajo.
En la fase eléctrica representada hay una
manivela para soportar los contactos móviles, marcada con 1 en
conjunto. La manivela 1 consta de un soporte 2, de material
aislante, que mediante dos salientes 3 soporta palancas de soporte
de contactos móviles 4.
En la figura 1 la manivela 1 se ilustra en la
posición cerrada con las palancas de soporte de contacto
completamente extendidas.
En la ejecución ilustrada, se representan cuatro
palancas 4. Cada palanca 4 se compone de tres varillas 21, 22, 23 o
dedos, rígidamente conectados y que tienen en el exterior un
adaptador de contacto o punta de arco 5.
Muelles 6 apoyan en las palancas 4 de los
contactos móviles. En el extremo opuesto, los muelles 6 están
conectados, por medio de un pasador 7, al soporte 2 de la manivela
1.
Por la figura 2 es posible observar, con mayor
detalle, la manera en que el muelle 6 y la palanca 4 de los
contactos están conectados a la manivela 1.
El muelle 6 rodea una varilla de guía 30. La
varilla 30 está conectada, por una cabeza anular 56 en la que está
enroscado el pasador 7, al soporte 2 de la manivela 1. La varilla
de guía 30 del muelle 6 se introduce, en el extremo opuesto, en un
capuchón de tope 35 para el muelle 6 que tiene pasadores
transversales 40.
El capuchón se introduce en un asiento adecuado
45 hecho en la palanca 4 de los contactos móviles. El muelle 6 y la
palanca 4 de los contactos móviles forman un mecanismo con tres
articulaciones 7, 40, 10 soportadas por la manivela 3. El mecanismo
se indica con 8 en conjunto.
Por las figuras 4 y 5 es posible observar los
detalles constituyentes del capuchón del muelle 6.
El capuchón 35 tiene un agujero pasante central
36 que deja pasar la varilla de guía 30 del muelle 6. La superficie
superior 37 del capuchón 35 soporta en el extremo vueltas del
muelle 6 y hace posible transferir la acción de empuje del muelle 6
mediante los pasadores laterales 45 a la palanca 4 de los contactos
móviles.
Las figuras 6 y 7 se refieren a los detalles del
asiento para el capuchón presente en la palanca 4 de los contactos
móviles. El asiento 45 para los pasadores 40 se obtiene en dos
salientes 46, 47 que crean, entre ellos, una ranura vertical que
hace posible alojar el cuerpo del capuchón 35. La ranura tiene una
profundidad suficiente (H) para poder introducir la varilla de guía
30 del muelle en el capuchón 35, en caso de que las tres
articulaciones 7, 40, 10 del mecanismo 8 estén alineadas.
Ventajosamente, los salientes 46, 47 se obtienen
por medio de prolongaciones dispuestas en los dos dedos de extremo
21, 23 que son constituyentes de la palanca 4 de los contactos.
Como se puede observar por la figura 2, la
palanca 4 de los contactos, empujada por el muelle 6, apoya en un
pasador 50. Si se cerrasen los contactos móviles 4 sobre los
contactos fijos 105, ilustrados esquemáticamente, la palanca de los
contactos móviles 4 no estaría en contacto con el pasador 50, sino
que presentaría una posición más hacia atrás con respecto a la
posición representada. De esta forma, la carga del muelle se
descargaría, mediante las puntas de arco 5, sobre los contactos
fijos 105.
Por la figura 3 es posible observar una posición
diferente de las palancas de los contactos móviles 4. Las palancas
de los contactos móviles 4 están en la posición completamente
retirada.
Es posible definir un eje (I-I)
que une los centros de los pasadores 7, 10 para la conexión del
muelle 6 y de la palanca de los contactos móviles 4 a la manivela
1. Este eje (I-I) divide en dos el plano en el que
opera el mecanismo 8, formado por el muelle 6 y por la palanca 4 de
los contactos móviles.
En la posición ilustrada del mecanismo 8, la
articulación formada por el pasador 40 del capuchón 35 y del
asiento 45 de la palanca está en el semiplano opuesto al
representado en la figura 2.
La operación del interruptor según la invención
se explicará con las figuras 2 y 3.
Las palancas 4 de los contactos móviles pueden
girar, como se indica con la flecha (A), alrededor de un pasador 10
conectado a los salientes 3 de la manivela 1, bajo la acción de los
muelles 6 y las acciones electrodinámicas producidas por el flujo
de la corriente en los contactos fijos y móviles.
El control del interruptor, no ilustrado,
mediante la varilla de articulación 15 conectada por un pasador 20 a
la manivela 1, puede abrir el interruptor girando la manivela 1 en
la dirección de la flecha (B) alrededor de un pasador 25 conectado
a los salientes de la caja del interruptor, que no se ilustran.
La rotación de la palanca de soporte de contacto
4 hace girar el capuchón 35 en el asiento 45 y deslizar a lo largo
de la varilla de guía 30 del muelle 6, reduciendo la longitud del
muelle 6. La parte de la varilla 30 que sobresale del capuchón 35
se introduce en la ranura creada por los salientes 46, 47 de la
palanca de soporte de contacto 4.
En la posición de trabajo (en la que los
contactos móviles están cerrados sobre los contactos fijos), la
fuerza (F) ejercida por el muelle 6 en cada elemento de contacto
móvil 4 se aplica con un brazo (b) con respecto al pasador 10 para
conectar la palanca 4 a la manivela 1.
El par consiguiente (C = F x b) aplicado a la
palanca de los contactos móviles 4 garantiza una presión en las
puntas de arco 5 que es necesaria para garantizar mínima
resistencia eléctrica en el punto de apoyo con el contacto fijo. La
resistencia eléctrica está adaptada al flujo de la corriente de
régimen del interruptor.
En caso de cortocircuito, la acción
electrodinámica de repulsión producida por la corriente que fluye
en la palanca de los contactos móviles 4 y de los contactos fijos
supera el par (C), girando la palanca de los contactos 4 alrededor
del pasador 10 para articulación con la manivela 1 y retirando la
palanca de los contactos fijos. La rotación de la palanca continúa
hasta que choca con la superficie 55 mediante la cabeza anular 56
de la varilla de guía del muelle 6, la posición de subcentro
precisa. En efecto, en esta posición el par (C1) producido por la
fuerza (F1) del muelle 6 por su brazo (b1) (distancia entre la
fuerza y el pasador 10) tiene su dirección de aplicación invertida
con respecto al par C ilustrado en la figura 2.
En virtud del par (C1), la palanca de los
contactos móviles 4 se mantiene en la posición retirada ilustrada en
la figura 3, garantizando la necesaria distancia entre las dos
puntas de arco 5 de los contactos fijos y móviles.
De esta forma, el arco generado por la abertura
de los contactos 4 se extingue con éxito sin tener que esperar
durante el tiempo operativo del sistema de relés de protección y
durante el tiempo operativo del mecanismo de control del
interruptor.
La operación siguiente del relé de protección,
que hace que el mecanismo de control del interruptor se abra, y por
lo tanto que la manivela 1 gire (B), permite, mediante un saliente
conocido (no ilustrado), llevar las palancas de los contactos
móviles 4 de nuevo a la posición extendida representada en la
figura 2.
Claims (12)
1. Interruptor de corriente con contactos móviles
(5) que cooperan con contactos fijos (105) incluyendo, para cada
fase eléctrica, una manivela (1), que pivota alrededor de un primer
pasador (25), y una varilla de articulación (15), conectada
operativamente a la manivela (1) y al mecanismo para abrir y cerrar
el interruptor, caracterizado porque palancas de soporte de
contacto (4) pivotan en una parte inferior en un segundo pasador
(10) integral con la manivela (1), porque, en una parte superior,
las palancas de soporte de contacto (4) tienen, en el lado opuesto
de los contactos, primeros asientos (45) sobre los que apoyan
muelles (6), y porque los extremos opuestos de los muelles (6)
apoyan sobre segundos asientos (56) formados en la parte superior en
el lado de un soporte (2) de la manivela (1).
2. Interruptor según la reivindicación 1,
caracterizado porque los muelles (6) se guían por varillas
(30) que se extienden desde el segundo asiento (56) del soporte (2)
al primer asiento (45) para las palancas.
3. Interruptor según la reivindicación 2,
caracterizado porque las varillas (10) tienen secciones
transversales rectangulares.
4. Interruptor según la reivindicación 2,
caracterizado porque cada uno de los segundos asientos (56)
del soporte (2) tiene la forma de un aro recibido por un tercer
pasador (7) conectado al soporte (2) de la manivela (1).
5. Interruptor según la reivindicación 4,
caracterizado porque cada uno de los segundos asientos (56)
tiene una superficie de soporte para el muelle (6).
6. Interruptor según la reivindicación 4,
caracterizado porque las palancas de soporte de contacto (4)
tienen asientos circulares (55) para recibir los segundos asientos
(56).
7. Interruptor según la reivindicación 1,
caracterizado porque las palancas de soporte de contacto (4)
tienen, en el lado que mira al muelle (6), depresiones (100) que
forman asientos para los cuerpos de los muelles (6).
8. Interruptor según la reivindicación 1,
caracterizado porque los muelles (6) apoyan sobre las
palancas de soporte de contacto (4) con la interposición de
capuchones (35) que tienen agujeros pasantes (36) que reciben las
varillas de guía (30) de manera deslizante, porque los capuchones
(35) tienen pasadores laterales (40) acoplables con los primeros
asientos (45) de las palancas de soporte de contacto (4).
9. Interruptor según la reivindicación 8,
caracterizado porque los primeros asientos (45) para los
pasadores (40) de los capuchones (35) tienen ranuras (110).
10. Interruptor según la reivindicación 9,
caracterizado porque la altura (H) de las ranuras (110) es
mayor que la introducción máxima de la varilla (30) en el capuchón
(35).
11. Interruptor según la reivindicación 9,
caracterizado porque las ranuras (110) se hacen con
salientes (46, 47) que tienen en la parte superior los primeros
asientos (45) para los pasadores (40) de los capuchones (35).
12. Interruptor según la reivindicación 1,
caracterizado porque un pasador de tope (50) que limita el
pivote de las palancas de soporte de contacto (4), está presente en
la manivela (1) que soporta las palancas de soporte de contacto
(4).
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