ES2306699T3 - Seccionador de alta tension con aislamiento en aire. - Google Patents

Abstract

Seccionador de alta tensión con aislamiento en aire que comprende un brazo pivotante (1) capaz de pivotar, por uno de sus extremos, alrededor de un eje horizontal perpendicular al eje Delta del brazo y capaz igualmente de girar alrededor de su propio eje Delta, llevando el extremo libre del brazo una pieza de contacto llamada martillo (2) que coopera, en posición cerrada del seccionador, con una mandíbula que comprende un soporte (6) de mandíbula al que están fijadas dos filas, que están enfrentadas, de dedos (5A, 5B) de contacto, caracterizado porque dichos dedos (5A, 5B) de contacto son tubulares y abiertos en sus dos extremos.

Description

Seccionador de alta tensión con aislamiento en aire.

La presente invención se refiere a un seccionador de alta tensión con aislamiento en aire.

Un seccionador comprende particularmente un brazo, a menudo llamado lámina, que pivota alrededor de un eje horizontal y unido eléctricamente por uno de sus extremos a un primer conectador dispuesto en el vértice de una primera columna aislante; el otro extremo del brazo, el extremo libre, comprende una pieza de contacto, llamada martillo, que coopera, en posición cerrada del seccionador, con una mandíbula unida a un segundo conectador dispuesto en el vértice de una segunda columna aislante.

Durante el cierre del seccionador, cuando el brazo pivotante es bajado, efectúa después alrededor de su eje una rotación de 90º mediante la cual el martillo va a entrar en contacto con las piezas de contacto de la mandíbula.

La mandíbula está constituida por dos filas paralelas, que están enfrentadas, de piezas de contacto formadas cada una por una lámina de cobre doblada y fijada a un soporte de mandíbula. El martillo que prolonga el brazo en su extremo es una pieza de bronce, pesada y muy cara, cuya sección por un plano perpendicular al eje del brazo corresponde a un círculo de diámetro más pequeño que el del brazo y que se aplana en un diámetro prolongándose para reunirse con el diámetro del brazo, siendo el espesor de estas dos prolongaciones diametrales de 2 a 3 mm con bordes redondeados.

La patente francesa 2674985 describe tal seccionador.

La presente invención propone mejorar ciertos aspectos de un seccionador de este tipo y tiene por objeto un seccionador de alta tensión con aislamiento en aire que comprende un brazo pivotante capaz de pivotar, por uno de sus extremos, alrededor de un eje horizontal perpendicular al eje \Delta del brazo y capaz igualmente de girar alrededor de su propio eje \Delta, llevando el extremo libre del brazo una pieza de contacto llamada martillo que coopera, en posición cerrada del seccionador, con una mandíbula que comprende un soporte de mandíbula al que están fijadas dos filas, que están enfrentadas, de dedos de contacto, caracterizado porque dichos dedos de contacto son tubulares y abiertos en sus dos extremos.

Según otra característica, dichos dedos que están enfrentados forman entre ellos un ángulo \phi comprendido entre 2 y 6º.

Según otra característica, dichos dedos de contacto están fijados al soporte de mandíbula de forma que, en posición cerrada del seccionador, el ángulo E entre el eje \Delta del brazo y los dedos de contacto sea superior a 90º.

Según otra característica, dicho martillo está equipado con plaquitas de contacto que cooperan con los dedos de contacto, formando cada plaquita de contacto una cuña, de ángulo \beta, que, durante el cierre del seccionador, encuentra la fila de dedos correspondiente con un ángulo de ataque \alpha, siendo dicho ángulo de ataque \alpha inferior a 90º.

Ventajosamente, cada plaquita de contacto comprende una cara de contacto curva que se extiende a lo largo de un ángulo \delta, visto desde el eje \Delta del brazo, siendo este ángulo \delta del orden de 17º.

Según otra característica, en el momento en el que la cuña de una plaquita de contacto entra en contacto con dicho dedo de contacto, el ángulo \gamma, visto desde el eje \Delta del brazo, entre este punto de contacto y el plano perpendicular al dedo de contacto que pasa por el eje \Delta, es del orden de 10º.

Se va a dar ahora la descripción de un ejemplo de puesta en marcha de la invención refiriéndose al dibujo adjunto en el que:

La figura 1 es una vista parcial, desde la izquierda de la figura 2, de un seccionador según la invención.

La figura 2 es una vista en corte según II-II de la figura 1.

La figura 3 es una vista desde arriba de la figura 1.

La figura 4 es una vista en perspectiva que muestra la mandíbula del seccionador.

La figura 5 muestra la sección de un dedo de contacto de la mandíbula.

La figura 6 es un corte según VI-VI de la figura 5.

La figura 7 es un esquema que ilustra el ángulo de ataque del martillo con los dedos de contacto de la mandíbula durante la rotación del martillo en el transcurso del cierre del seccionador.

La figura 8 es un esquema que ilustra el rango angular de contacto con presión constante de los dedos de la mandíbula contra el martillo.

En referencia a las figuras 1 a 6, se ve representado parcialmente un seccionador que comprende un brazo pivotante 1 de eje \Delta capaz de pivotar en un plano vertical alrededor de un eje horizontal perpendicular a \Delta, no representado, situado a la izquierda de la figura 1. La parte no representada del brazo, su mando de pivotamiento alrededor de dicho eje horizontal, al igual que su mando de rotación alrededor de su eje \Delta, así como su soporte, no forman parte de la invención y podrían, por ejemplo, ser conformes a lo que se describe en la patente francesa 2674985 en referencia a la figura 1.

El brazo 1 es tubular, como bien se ve en la figura 2, y lleva en su extremo libre una pieza de contacto llamada martillo 2.

El martillo está compuesto por una pieza 3 de soporte de aluminio en la que están fijadas dos plaquitas 4A y 4B de contacto de cobre. Esto permite aligerar el martillo.

Estas plaquitas 4A y 4B de contacto de una forma particular, precisada más adelante, constituyen las piezas de contacto que cooperan, en posición cerrada del seccionador, con dos filas, que están enfrentadas, de dedos 5A y 5B de contacto de la mandíbula del seccionador.

Estos dedos 5A y 5B están fijados a un soporte 6 de mandíbula por una soldadura 7. En el soporte 6 de mandíbula está fijado un tope 8 de limitación de la penetración del brazo 1 entre los dedos 5A y 5B de la mandíbula. Un conector 9 está fijado igualmente al soporte 6 de mandíbula. Un segundo conector, no representado, está unido eléctricamente al extremo no representado del brazo 1, del lado de su articulación alrededor de un eje horizontal.

La mandíbula está soportada en el extremo superior de un aislador de soporte del que se no se percibe, figura 1, más que el herraje 10 de su extremo superior.

En las figuras 1, 2 y 3, el seccionador está representado en posición cerrada.

Durante el cierre, el brazo 1 comienza por pivotar alrededor de su eje horizontal hasta penetrar en la mandíbula, entre los dedos 5A y 5B, efectuando un ángulo de pivotamiento de unos 92º, y a continuación el brazo 1 gira alrededor de su eje \Delta 90º en el sentido de la flecha 15, figura 7. Es entonces cuando está en posición cerrada, como está representado en estas figuras 1 a 3.

Como es conocido, teniendo en cuenta la corriente que recorre el brazo 1 y los dedos 5A y 5B, como está representado por las flechas, no referenciadas, en la figura 1 (o en el sentido opuesto durante la alternancia siguiente), el brazo 1 sufre un esfuerzo F, tendiendo a salir el brazo de la mandíbula. Este esfuerzo electrodinámico se vuelve muy importante en caso de cortocircuito entre fase y tierra o entre dos fases.

Con el fin de disminuir este esfuerzo electrodinámico, los dedos 5A y 5B son fijados al soporte 6 de mandíbula de forma que el ángulo E entre el eje \Delta del brazo 1 en posición cerrada y los dedos 5A-5B sea superior a 90º.

En efecto, el esfuerzo F es máximo cuando los dedos 5A-5B son perpendiculares al eje \Delta del brazo 1 y disminuye cuando este ángulo aumenta. Tomando por ejemplo un ángulo E de 120º, el esfuerzo F es unas 0,6 veces el de un caso en el que el ángulo E es de 90º.

Por otro lado, los dedos 5A y 5B que son recorridos en el mismo sentido por la corriente, tienden a acercarse; así, en caso de cortocircuito, este esfuerzo de acercamiento es importante y el esfuerzo F se traduce en un esfuerzo de arrancamiento de los dedos del soporte de mandíbula.

Así, reduciendo el esfuerzo F gracias al ángulo E superior a 90º, se puede por lo tanto disminuir el dimensionamiento del soporte de mandíbula y la fijación de los dedos en este soporte, lo que permite aligerar el conjunto.

En el ejemplo representado, el ángulo E es de unos 120º y preferentemente comprendido entre 100 y 140º.

Como muestra la figura 2, los dedos 5A y 5B no son paralelos sino que forman entre ellos un ligero ángulo \phi de algunos grados del orden de 2 a 6º. Por ejemplo, los dedos 5A y 5B están soldados al soporte 6 de mandíbula formando un ángulo D de 88º, lo que da un ángulo de 4º entre los dedos 5A y 5B.

Así, bajo una condición de cortocircuito, el desplazamiento hacia arriba del brazo 1 está limitado por esta "conicidad" que mantiene el martillo entre los dedos y tiende a aumentar la presión de contacto durante los movimientos del seccionador bajo dicha condición electrodinámica.

Para limitar además el desplazamiento hacia arriba del martillo entre los dedos 5A y 5B en caso de una condición de cortocircuito, un tope 11 de bloqueo está fijado a un dedo 5B de contacto a un nivel situado por encima del martillo 2 en posición cerrada del seccionador.

Para la apertura del seccionador, este tope 11 no tiene inconveniente ya que la apertura comienza por una rotación de 90º del martillo 2 en el sentido de la flecha referenciada 12, figura 2, antes del pivotamiento del brazo 1 alrededor de un eje horizontal perpendicular al plano de la figura 1.

Los dedos 5A y 5B que están enfrentados están fijados, como se ha dicho, al soporte 6 de mandíbula por soldadura 7 con los ángulos E y D y tienen un perfil tubular abierto en los dos extremos de forma que se induce un intercambio térmico por convección en el tubo. Estos dedos son de aluminio y están equipados, cada uno, en la cara situada cara a la fila de enfrente, con una lámina 13A, 13B de contacto de cobre que coopera directamente con las plaquitas 4A, 4B de contacto de cobre del martillo 2.

Esta disposición de dedos tubulares de aluminio justo equipados de láminas de contacto de cobre permite disminuir ampliamente el peso de los dedos de contacto con relación a las láminas de cobre dobladas del documento anterior citado en la introducción, para un rendimiento térmico mejorado y teniendo una rigidez suficiente de dedos que no necesita ningún resorte suplementario, como es generalmente necesario en la técnica anterior en la que un resorte está dispuesto entre el soporte de mandíbula y la curvatura de la lámina de cobre doblada para asegurarle una rigidez suficiente.

Una varilla de retención, respectivamente 14A, 14B y 14C, une, por pares, los dedos 5A y 5B de forma que limita su espaciamiento. Estas varillas de retención están situadas casi a media longitud de los dedos 5A, 5B de contacto.

Durante la rotación del brazo 1 en el sentido de la flecha 15, figura 7, al final del cierre del seccionador, los dedos 5A, 5B se flexionan, formando resorte, entre las varillas 14A, 14B y 14C y el extremo superior de los dedos, asegurando en cada dedo un autoposicionamiento contra las plaquitas 4A y 4B de contacto de cobre del martillo 2, optimizando así la línea de contacto entre el martillo y los dedos.

Se puede observar que, en caso de cortocircuito entre fases, el brazo 1 sufre un esfuerzo electrodinámico de desplazamiento lateral en el sentido de F_{1} o F_{2} (figura 2), según tenga lugar el cortocircuito con una fase situada a la derecha o a la izquierda de la fase en la que se encuentra el seccionador actualmente descrito. Este desplazamiento, gracias al efecto de resorte de los dedos y a las varillas 14A, 14B y 14C de retención no conlleva ruptura de contacto entre las piezas 4A y 4B de contacto del martillo y las láminas 13A, 13B de contacto de los dedos.

La figura 5 muestra la sección de un dedo, por ejemplo 5B, y la figura 6 ese mismo dedo en corte según VI-VI de la figura 5.

En referencia ahora a la figura 7, se ve la posición del martillo 2 cuando, en el transcurro del cierre, habiendo descendido el brazo 1 y siendo puesto en rotación alrededor de su eje \Delta, el extremo de las plaquitas 4A y 4B de contacto de cobre del martillo entra en contacto con las láminas 13A y 13B de contacto de cobre de los dedos 5A, 5B de contacto.

Como muestra esta figura 7, en el momento del contacto, las plaquitas que comprenden un extremo que forma cuña 16 que tiene un ángulo \beta encuentran los dedos con un ángulo \alpha de ataque. Este ángulo \alpha de ataque es inferior a 90º y preferentemente del orden de 60º, y permite romper el hielo que ha podido formarse en las láminas 13A, 13B de contacto. El ángulo \beta de la cuña 16 es por ejemplo del orden de 30 a 40º.

Por otro lado, este contacto se produce cuando la distancia que separa el eje \Delta de la punta de la cuña 16 es superior a la distancia que separa el eje \Delta de los dedos 13A, 13B, de tal manera que, a partir de este momento y hasta que la punta de la cuña 16 llega al punto 18, lo que corresponde a una rotación de un ángulo \gamma de unos 10º, las plaquitas 4A, 4B de contacto empujan los dedos 5A, 5B actuando como resorte, aumentando la presión de contacto hasta este punto. Después, siendo curva la cara 19 de contacto, la presión de contacto permanece casi constante en un rango de rotación de un ángulo \delta, figura 8, de unos 17º que corresponde al ángulo \delta que cubre la superficie 19 de contacto de las plaquitas 4A, 4B de contacto visto desde el eje \Delta. Este rango de contacto de presión constante en un ángulo \delta de unos 17º permite liberarse de las desviaciones angulares que tienen por origen un ajuste deficiente o una pérdida de precisión generada por el desgaste de los componentes.

Claims (10)

1. Seccionador de alta tensión con aislamiento en aire que comprende un brazo pivotante (1) capaz de pivotar, por uno de sus extremos, alrededor de un eje horizontal perpendicular al eje \Delta del brazo y capaz igualmente de girar alrededor de su propio eje \Delta, llevando el extremo libre del brazo una pieza de contacto llamada martillo (2) que coopera, en posición cerrada del seccionador, con una mandíbula que comprende un soporte (6) de mandíbula al que están fijadas dos filas, que están enfrentadas, de dedos (5A, 5B) de contacto, caracterizado porque dichos dedos (5A, 5B) de contacto son tubulares y abiertos en sus dos extremos.

2. Seccionador según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos dedos que están enfrentados forman entre ellos un ángulo \phi comprendido entre 2 y 6º.

3. Seccionador según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque dichos dedos (5A, 5B) de contacto están fijados al soporte (6) de mandíbula de forma que, en posición cerrada del seccionador, el ángulo E entre el eje \Delta del brazo (1) y los dedos de contacto sea superior a 90º.

4. Seccionador según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho ángulo E está comprendido entre 100 y 140º.

5. Seccionador según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dichos dedos (5A, 5B) de contacto son de aluminio y porque llevan, cada uno, en la cara situada cara a la fila a la que están enfrentados, una lámina (13A, 13B) de contacto de cobre.

6. Seccionador según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dichos dedos (5A, 5B) están fijados dicho soporte (6) de mandíbula por soldadura (7).

7. Seccionador según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque una varilla (14A, 14B, 14C) de retención une, por pares, los dedos (5A, 5B) de contacto que están enfrentados a media longitud de los dedos.

8. Seccionador según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dicho martillo (2) está equipado con plaquitas (4A, 4B) de contacto que cooperan con los dedos (5A, 5B) de contacto, formando cada plaquita (4A, 4B) de contacto una cuña (16), de ángulo \beta, que, durante el cierre del seccionador, encuentra la fila de dedos correspondiente con un ángulo de ataque \alpha, siendo dicho ángulo de ataque \alpha inferior a 90º.

9. Seccionador según la reivindicación 8, caracterizado porque cada plaquita (4A, 4B) de contacto comprende una cara (19) de contacto curva que se extiende a lo largo de un ángulo \delta, visto desde el eje \Delta del brazo (1), siendo este ángulo \delta del orden de 17º.

10. Seccionador según una de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque, en el momento en el que la cuña (16) de una plaquita de contacto entra en contacto con uno de dichos dedos de contacto, el ángulo \gamma, visto desde el eje \Delta del brazo (1), entre este punto de contacto y el plano perpendicular al dedo de contacto que pasa por el eje \Delta, es del orden de 10º.