ES2286174T3 - Modulo autoportante para un panel de conmutacion de potencia. - Google Patents
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Abstract
Módulo autoportante enchufable en un depósito (100) de gas que se puede llenar con gas aislante para un panel de conmutación de potencia encapsulado en metal, en particular en una versión multipolar, compuesto de una pared (8) de montaje en la que está fijado por lo menos un conmutador (4) y que presenta un paso (24) estanco al gas para la conexión de un accionamiento (2) para el conmutador, caracterizado porque en la pared (8) de montaje está montado de forma completa por lo menos un conmutador (4, 5) y el accionamiento (2, 7) de conmutador correspondiente, y porque la pared (8) de montaje está provista de medios (40.1, 48.2) de guía que se corresponden con elementos (40, 48.1) de guía dispuestos en el depósito (100) de gas y porque el borde perimetralmente continuo de la pared (8) de montaje termina de forma exactamente ajustada con las paredes laterales (105) dirigidas hacia el lado abierto (110) del depósito (100) de gas.
Description
Módulo autoportante para un panel de conmutación
de potencia.
La invención se refiere a un módulo autoportante
para un panel de conmutación de potencia de un disyuntor aislado en
gas, en particular en una forma de realización tripolar.
En el documento DE 4035 472 C2 se describe un
equipo de conmutación previsto para el montaje en un sistema de
conmutación aislado en gas. El equipo de conmutación con sus
componentes está fijado en un bastidor dispuesto a su vez en una
placa base. La placa base se atornilla con el encapsulado por medio
de pernos roscados dispuestos en el lado frontal del depósito de
gas. El montaje de este equipo de conmutación es muy complicado, ya
que en particular los últimos pasos de montaje deben realizarse en
el interior del depósito de gas desde el lado trasero y los
elementos de atornillado son difícilmente accesibles.
El objetivo de la invención consiste en crear
una disposición para un panel de conmutación de potencia montable
conforme al preámbulo de la reivindicación 1 con la cual mediante un
montaje previo que ahorra tiempo y la comprobación en lo esencial
de todos los componentes del equipo de conmutación antes de
completar el panel de conmutación de potencia se reduce no sólo el
volumen de trabajos de montaje sino que se consiguen al mismo
tiempo una disminución de los gastos de fabricación y también plazos
de producción y de suministro relativamente
cortos.
cortos.
Este objetivo se consigue conforme a la
invención con las características de la reivindicación principal.
Otras variantes se describen en las reivindicaciones
subordinadas.
El punto principal de la invención consiste en
que en una pared de montaje se constituya un módulo autoportante
que comprende los componentes esenciales de la disposición de
conmutadores y en que la pared de montaje esté provista de medios
de guía que se corresponden con elementos de guía dispuestos en el
depósito de gas y en que el borde perimetralmente continuo de la
pared de montaje termine de forma exactamente ajustada con las
paredes laterales dirigidas hacia el lado abierto del depósito de
gas. El módulo forma por lo tanto una unidad enchufable exactamente
posicionada que se introduce en depósitos de gas (compartimentos
blindados) convenientemente preparados de paneles de conmutación de
potencia y puede soldarse sin otras manipulaciones en las paredes
frontales o laterales de los compartimentos blindados. Se trata por
lo tanto de una unidad de montaje capaz de funcionar que se puede
comprobar eléctrica y mecánicamente antes de su inserción en el
depósito de gas. De esta manera es posible fabricar de forma
continua módulos de este tipo, montarlos en paneles de conmutación
de potencia y completar los paneles de conmutación. A continuación,
estos paneles de conmutación se suministran a una estación central
de soldadura donde se llevan a cabo de forma continua todos los
trabajos de soldadura necesarios.
El seccionador (en forma de seccionador de tres
posiciones) está dispuesto en la placa de montaje, preferentemente
en una consola. El seccionador de tres posiciones está equipado y
ajustado con sus contracontactos y contactos de puesta a tierra
para evitar otros trabajos de ajuste después de la inserción en el
depósito de gas. Únicamente las conexiones de corriente (barras
conductoras) deben montarse aún en el depósito de gas.
Los contactos del seccionador están
galvánicamente unidos con el respectivo soporte de conexión de
corriente a través de un perfil angular de conexión, por lo que no
se necesita un elemento de soporte adicional para los contactos del
seccionador. Teniendo en cuenta la ruta de corriente establecida por
los perfiles angulares de conexión, en combinación con la posición
de conexión de las cuchillas de interruptor, en la que los contactos
del seccionador se encuentran en un eje común que discurre
verticalmente, se consigue una compensación de las fuerzas
electromagnéticas en las entradas de corriente.
En otra configuración de la invención, el
seccionador de tres posiciones está dispuesto en una consola
autoportante y fijado a través de la misma en la pared de montaje.
Se encuentra en unión funcional con un engranaje de desviación
unido con el accionamiento del seccionador a través de un
dispositivo de acoplamiento estanco al gas en la pared de
montaje.
Para conseguir en esta disposición del
seccionador al mismo tiempo un refuerzo de la pared de montaje por
medio de la consola autoportante, la consola está configurada como
perfil de dos alas y la pared de montaje en la zona del seccionador
está doblada de forma rectangular en dirección hacia el depósito de
gas para alojar la consola formando una sección de pared que
discurre horizontalmente. Tanto en la sección de pared que discurre
horizontalmente como en la pared de montaje que discurre
verticalmente están fijadas las alas de la consola configurada como
perfil de dos alas.
Otro refuerzo de la pared de montaje, que tiene
un elevado peso debido al equipamiento en lo esencial con todos los
componentes del equipo de conmutación posicionados unos en relación
con otros, se consigue por el hecho de que la pared de montaje, que
discurre con preferencia verticalmente, está reforzada en la zona de
los disyuntores, configurados como conmutadores en vacío, y del
seccionador mediante una segunda pared que presenta por lo menos en
la zona del dispositivo de acoplamiento estanco al gas, asignado al
seccionador, y del accionamiento correspondiente del seccionador un
resalte formado mediante doblado que discurre en dirección hacia el
depósito de gas.
Para facilitar la inserción de la pared de
montaje dotada con los componentes del equipo de conmutación en el
deposito de gas, la pared de montaje presenta un dispositivo de guía
(elementos de posicionamiento). Este facilita una guía lateral de
la pared de montaje por medio de ranuras de guía en chapas de guía
laterales fijadas en el depósito de gas. El dispositivo de guía
puede estar configurado también como dispositivo de fijación,
preferentemente como perno roscado con tuerca.
Una guía en altura de la pared de montaje puede
conseguirse por el hecho de que en dos chapas de brida dispuestas
lateralmente existan ranuras en las cuales se introducen durante la
inserción de la pared de montaje pernos dispuestos en el depósito
de gas. De esta manera se han creado las condiciones para insertar
la pared de montaje en la posición exacta y para poder soldarla en
la posición de inserción de forma estanca al gas con las paredes
laterales. El proceso de soldadura se lleva a cabo junto con la
soldadura de la pared posterior después de haber completado todas
las uniones mecánicas y eléctricas necesarias desde el lado trasero
aún abierto del depósito de gas.
En el panel de conmutación de potencia descrito
de esta manera es posible reducir ventajosamente el campo magnético
perturbador en las cámaras de conmutación en vacío, originado por
las barras conductoras asignadas a la entrada del panel de
conmutación de potencia, por el hecho de que las conexiones de las
barras conductoras asignadas a la entrada del panel de conmutación
de potencia están previstas en el respectivo soporte de conexiones
de corriente de los disyuntores situados por encima de las cámaras
de conmutación en vacío. Esto tiene como consecuencia que ya no se
ejercen influencias negativas en la capacidad de ruptura de las
cámaras de conmutación en vacío con su campo magnético axial, lo
que permite emplear cámaras de conmutación en vacío económicas que
ocupan poco espacio.
El tubo de conmutación en vacío usado tiene un
campo magnético axial para que el arco voltáico metálico se
mantenga difuso incluso en la gama de intensidades de corriente de
cortocircuito. La carga térmica de los contactos durante este
proceso se mantiene reducida y el desgaste por quemadura de los
contactos es muy bajo. El componente magnético del campo
transversal entre los contactos no debe superar determinados
valores; esto se consigue por el hecho de que la barra conductora
está conducida a las barras colectoras situadas en el extremo
superior del soporte de conexiones de corriente, por lo que se
compensa en parte el campo magnético transversal entre los
contactos de la cámara de conmutación.
El módulo configurado según la invención
comprende además un enclavamiento que sirve como dispositivo de
seguridad y está dispuesto en el lado delantero de la pared de
montaje entre el disyuntor y el seccionador, así como entre el
seccionador y el interruptor de puesta a tierra. Debido a que
conforme a la invención el disyuntor y el seccionador constituyen
una unidad de montaje que se puede comprobar antes de insertar la
pared de montaje en el depósito de gas, también es posible
premontar y comprobar el enclavamiento junto con los otros
componentes. Finalmente, en la pared de montaje puede estar
previsto también un acoplamiento para una válvula de llenado de gas
o para un manómetro para la indicación de la presión, por lo que no
es preciso prever el paso de gas en una de las otras paredes del
depósito de gas.
La invención se explica en las figuras más
detalladamente en base a un ejemplo de realización. En las figuras
se muestran en detalle:
Fig. 1 Vista lateral.
Fig. 2 Dos detalles del atornillado en las
paredes laterales.
En la figura 1 se muestran en vista lateral en
corte el módulo conforme a la invención y el depósito 100 de gas
(compartimento blindado) metálico con la pared posterior 220 (aún
abierta en el momento de la inserción) y con paredes laterales 105
de un panel de conmutación de potencia. Aunque los componentes del
equipo de conmutación se muestran sólo de forma unipolar, el panel
de conmutación de potencia debe estar realizado de forma tripolar,
por lo que los componentes del equipo de conmutación asignados a las
tres fases están dispuestos horizontalmente en un plano (en el
plano de dibujo unos detrás de otros).
El elemento portante del módulo para el montaje
en un depósito 100 de gas, que se puede llenar con gas aislante (en
este caso SF6), se compone de una pared 8 de montaje que discurre
verticalmente en cuyo lado delantero (que se encuentra fuera del
depósito de gas) y en cuyo lado trasero (que se encuentra después de
la inserción dentro del depósito de gas) están montados componentes
de conmutadores. La pared de montaje tiene en el borde superior 39
una parte 38' doblada hacia el interior del depósito de gas y
discurre de forma dos veces doblada verticalmente hacia abajo
también por motivos de refuerzo mecánico. La pared de montaje tiene
un contorno exactamente ajustado para la inserción en el depósito
de gas abierto hacia delante (abertura 110). El módulo se apoya en
el depósito de gas de forma fija con medios de posicionamiento y
elementos de fijación (perno roscado 40, ranura 40.1 de guía, riel
48.1 de guía, entalladura 48.2 de guía). Con las paredes laterales
105 abiertas hacia delante del depósito 100 de gas se forma una
junta exactamente posicionada, por lo que como último trabajo de
montaje sólo debe soldarse la junta de soldadura entre los bordes
mencionados.
Están previstos una unidad 6 de desviación
asignada al panel de conmutación de potencia, así como tres cámaras
3 de conmutación en vacío de disyuntores configurados como
conmutadores 4 en vacío y un seccionador tripolar 5 (seccionador de
tres posiciones) configurado como interruptor de palanca.
En el lado trasero de la pared de montaje están
fijados tanto las cámaras 3 de conmutación en vacío como el
seccionador 5 mientras que los respectivos accionamientos 2, 7 de
conmutador asignados a los conmutadores 4 en vacío y al seccionador
5 están fijados en el lado delantero de la pared 8 de montaje. Las
cámaras 4 de conmutación en vacío están fijadas a través de
soportes 13, 14 de polos en el lado trasero de la pared 8 de
montaje mediante una estructura aislante compuesta en lo esencial de
barras aislantes 9, 10 que aloja al mismo tiempo los soportes 11,
12 de conexión de corriente de los conmutadores 4 en vacío. El
seccionador 5 está dispuesto en una consola 15 doblada de forma
rectangular desde la pared 8 de montaje al interior del depósito de
gas. La consola autoportante 15 está configurada como perfil con dos
alas. El perfil está constituido por una primer ala 16 que discurre
horizontalmente debido al doblado rectangular (sección 17 de pared)
de la pared 8 de montaje. Una segunda ala está fijada en un resalte
20 de una segunda pared doble, que refuerza la pared 8 de montaje,
a través de una unión atornillada no representada. Después de la
inserción en el depósito de gas, la consola puede fijarse con
tuercas 41 en alojamientos (pernos roscados 40) previstos en el
depósito de gas.
El seccionador 5 se une por medio de un
engranaje 23 de desviación, dispuesto también en la consola 15, con
el accionamiento 7 del seccionador a través del dispositivo 24 de
acoplamiento estanco al gas en la pared 8 de montaje.
La precisión mecánica exigida al mecanismo de
conmutación del seccionador 5 se consigue a través de la consola 15
y su elevada exactitud de estampado y doblado. El posicionamiento
exacto de las cuchillas 25 de interruptor y del eje 26 de
conmutación en relación con los contactos 28 de puesta a tierra está
garantizado de esta manera antes del montaje definitivo en el
depósito de gas y se puede comprobar y, dado el caso, corregir antes
del montaje.
Los contactos de puesta a tierra están
galvánicamente unidos con el respectivo soporte 12 de conexión de
corriente de los conmutadores 4 en vacío a través de un perfil
angular 29 de conexión. La alineación es óptima cuando las
cuchillas 25 de interruptor se encuentran con los contactos 28 de
seccionador en su posición conectada en un plano común que discurre
en dirección vertical. Las fuerzas electromagnéticas de la conexión
de corriente en las cuchillas 25 de interruptor se compensan en la
posición de servicio debido a la disposición de las cuchillas 25 de
interruptor y de los contactos 28 de seccionador en la posición
conectada, y en particular también a causa de la ruta de corriente
formada por el perfil angular 29 de conexión entre los contactos 28
de seccionador y los soportes 12 de conexión de corriente de los
conmutadores 4 en vacío.
Como puede apreciarse en la figura 1, el
seccionador 5 está apoyado y fijado en la zona de la sección 17 de
pared horizontal. No obstante, también es posible una forma de
realización en la que el seccionador 5 sólo esté fijado en la
sección vertical de la pared de montaje y sea enchufable de forma
autoportante con la pared de montaje. Por lo tanto, la consola 15
anteriormente descrita con más detalle no estaría configurada como
perfil con dos alas. El especialista puede configurar de forma
sencilla una variante de construcción de este tipo.
La disposición constituye por lo tanto con la
pared 8 de montaje, que está equipada antes de su inserción en el
depósito 100 de gas en lo esencial con todos los componentes
posicionados unos en relación con otros, un módulo que se puede
comprobar antes de su inserción. El montaje previo y la comprobación
se extienden también al enclavamiento 31, que sirve como
dispositivo de seguridad entre los conmutadores 4 en vacío y el
seccionador 5.
Para facilitar la inserción y el posicionamiento
exacto respecto a las juntas con las paredes laterales 105 del
depósito de gas del módulo abierto hacia delante, las paredes
laterales 105 del depósito de gas están provistas de dispositivos
de guía. Estos se componen de chapas 33 de brida formadas mediante
doblado rectangular en los bordes 32 verticales de la pared 8 de
montaje. Cada chapa de brida tiene una entalladura 48.2 de guía
para el posicionamiento y apoyo mediante un riel 48.1 de guía, así
como tres ranuras 40.1 para pernos roscados 40 en las paredes
laterales 105. De esta manera se garantizan una guía lateral y la
fijación de la pared 8 de montaje. El doblado 38' en el borde
superior 39 de la pared 8 de montaje puede representar también una
ayuda para la inserción.
Después de la inserción del módulo se lleva a
cabo la soldadura de los bordes horizontales y verticales (símbolos
de referencia 38', 38'') con las paredes 105 laterales delanteras
del depósito 100 de gas.
En la figura 2 se muestran dos detalles de una
vista en planta desde arriba de un perno roscado 40 en la pared
lateral 105 en la situación durante la inserción. El módulo se
inserta en la dirección de la flecha P (véase también la figura 1).
La chapa 33 de brida está fijada con un ala 34 de chapa en el lado
posterior de la pared de montaje y doblada en dirección al depósito
de gas. El doblado 33' sirve como ayuda para la inserción. Las
ranuras 40.1 en la chapa de brida se deslizan alrededor de los
pernos y se atornillan con tuercas 41 en los pernos roscados 40.
En la disposición completamente montada del
módulo en el depósito de gas, las barras conductoras están
conectadas en los soportes de conexión de corriente mediante un
taladro (conexión 43 de corriente) y conducidas hacia abajo, por lo
que los campos magnéticos de las conexiones en la cámara de vacío se
compensan parcialmente, de modo que el componente transversal de la
inducción magnética entre los contactos en vacío no alcanza valores
inadmisibles.
Para reducir el campo magnético perturbador en
las cámaras 3 de conmutación en vacío generado por las barras
conductoras asignadas a la entrada del panel de conmutación de
potencia, lo que permite emplear cámaras 3 de conmutación en vacío
más económicas que ocupan menos espacio, las conexiones 43 de las
barras conductoras en los soportes 11 de conexión de corriente
asignadas a la entrada de los conmutadores 4 en vacío están
dispuestos por encima de las cámaras 3 de conmutación en vacío.
La unión entre los aisladores 44 de paso de
cables fijados en el depósito 100 de gas y asignados a la salida
del panel de conmutación de potencia y el seccionador 5 se lleva a
cabo después de la inserción del módulo en el depósito 100 de gas.
Para tener en cuenta una compensación de tolerancias en esta unión
mediante barras conductoras, las bridas 46 de conexión del
seccionador 5 o también las barras conductoras disponen de aberturas
que facilitan esta compensación de tolerancias.
Naturalmente, las ventajas según la invención se
consiguen también cuando los aisladores 44 de paso de cables
asignados a la salida del panel de conmutación de potencia están
fijados directamente en la pared 8 de montaje y forman un módulo
junto con los otros componentes del equipo de conmutación.
- 100
- Depósito de gas (compartimento blindado)
- 200
- Pared posterior
- 110
- Lado frontal abierto
- 2
- Accionamiento del disyuntor
- 3
- Cámaras de conmutación en vacío
- 4
- Disyuntor (interruptor en vacío)
- 5
- Seccionador (seccionador de tres posiciones)
- 6
- Unidad de desviación
- 7
- Accionamiento del seccionador y del conmutador de puesta a tierra
- 8
- Pared de montaje
- 9, 10
- Barras aislantes
- 11, 12
- Soportes de conexión de corriente
- 13, 14
- Soportes de polos
- 15
- Consola autoportante
- 16
- Ala
- 17
- Sección de pared horizontal
- 20
- Segunda pared (resalte)
- 23
- Engranaje de desviación
- 24
- Dispositivo de acoplamiento estanco al gas
- 25
- Cuchilla de interruptor
- 26
- Eje de conmutación
- 28
- Contactos del seccionador
- 29
- Perfil angular de conexión
- 31
- Enclavamiento (dispositivo de seguridad)
- 32
- Bordes verticales
- 33
- Chapa de brida
- 33'
- Parte doblada de la chapa de brida
- 34
- Ala de la chapa de brida
- 38', 38''
- Doblado; borde inferior
- 39
- Borde superior
- 40, 41
- Tres pernos roscados; tuerca
- 40.1
- Tres ranuras de guía
- 43
- Conexión de la barra conductora
- 44
- Aisladores de paso de cables
- 46
- Bridas de conexión
- 48.1; 48.1
- Riel de guía; entalladura de guía
- P
- Dirección de inserción
Claims (12)
1. Módulo autoportante enchufable en un depósito
(100) de gas que se puede llenar con gas aislante para un panel de
conmutación de potencia encapsulado en metal, en particular en una
versión multipolar, compuesto de una pared (8) de montaje en la que
está fijado por lo menos un conmutador (4) y que presenta un paso
(24) estanco al gas para la conexión de un accionamiento (2) para
el conmutador, caracterizado porque en la pared (8) de
montaje está montado de forma completa por lo menos un conmutador
(4, 5) y el accionamiento (2, 7) de conmutador correspondiente, y
porque la pared (8) de montaje está provista de medios (40.1, 48.2)
de guía que se corresponden con elementos (40, 48.1) de guía
dispuestos en el depósito (100) de gas y porque el borde
perimetralmente continuo de la pared (8) de montaje termina de forma
exactamente ajustada con las paredes laterales (105) dirigidas
hacia el lado abierto (110) del depósito (100) de gas.
2. Módulo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el borde
perimetralmente continuo de la pared (8) de montaje constituye con
los bordes de las paredes laterales (105) dirigidas hacia el lado
abierto (110) del depósito (100) de gas una junta de soldadura.
3. Módulo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pared
(8) de montaje está provista de por lo menos una chapa (33) de
brida doblada en dirección hacia el depósito (100) de gas y en la
chapa (33) de brida están configurados los medios (40.1, 48.2) de
guía.
4. Módulo de acuerdo con la reivindicación
anterior, caracterizado porque en dos bordes (32) opuestos de
la pared (8) de montaje está doblada respectivamente una chapa (33)
de brida de forma rectangular en dirección al depósito (100) de gas
y la pared (8) de montaje está provista en un tercer borde (39) de
un doblado (38) que discurre en dirección al depósito (100) de
gas.
5. Módulo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios
(40.1, 48.2) de guía en la pared de montaje están configurados como
entalladuras o ranuras.
6. Módulo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los
elementos de guía en el depósito de gas se componen de por lo menos
un perno (40) y/o de por lo menos un riel (48.1) de guía.
7. Módulo de acuerdo con la reivindicación
anterior, caracterizado porque los elementos de guía en el
depósito de gas están configurados también como medios de
fijación.
8. Módulo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la pared
(8) de montaje están dispuestos por cada polo un disyuntor (4) con
el accionamiento (2) correspondiente y un seccionador (5) con el
accionamiento (7) correspondiente.
9. Módulo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
seccionador (5) está dispuesto en una consola (15) y fijado por
medio de la misma en la pared (8) de montaje y se encuentra en
unión funcional con un engranaje (23) de desviación unido con el
accionamiento (7) de seccionador a través de un dispositivo de
acoplamiento (24) en la pared (8) de montaje.
10. Módulo de acuerdo con la reivindicación
anterior, caracterizado porque la consola (15) está
configurada como perfil con dos alas y porque la pared (8) de
montaje en la zona del seccionador (5) está doblada de forma
rectangular en dirección al depósito (100) de gas formando una
sección (17) de pared para alojar la consola (15), estando fijadas
las alas (16) de la consola (15), configurada como perfil con dos
alas, tanto en esta sección (17) de pared como en la pared (8) de
montaje.
11. Módulo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la zona
de los disyuntores (4) y del seccionador (5) la pared (8) de
montaje está reforzada mediante una segunda pared (20) que por lo
menos en la zona del dispositivo (24) de acoplamiento estanco al gas
entre el engranaje (23) de desviación y el accionamiento (7) del
seccionador (5) presenta un resalte formado mediante doblado que
discurre en dirección hacia el depósito (100) de gas.
12. Módulo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el lado
delantero de la pared (8) de montaje está previsto entre los
disyuntores (4) y el seccionador (5) un enclavamiento (31) que
sirve como dispositivo de seguridad y forma el módulo junto con los
disyuntores (4) y el seccionador (5).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10119220 | 2001-04-20 | ||
| DE10119220 | 2001-04-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=7681988
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|---|---|---|---|
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