ES2307055T3 - Interruptor de vacio encapsulado apantallado. - Google Patents
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Abstract
Un interruptor (100) de vacío, que comprende: un encapsulado (190) dieléctrico; una cámara (110) de vacío dispuesta en el interior del encapsulado dieléctrico, que incluye: un apantallamiento (105) flotante, dispuesto en el interior de la cámara de vacío, y un anillo (115) al descubierto, acoplado eléctricamente con el apantallamiento flotante e integral con la cámara de vacío, un material (240) semiconductor dispuesto en el exterior de la cámara de vacío, que se caracteriza porque el material (100) semiconductor está acoplado con el anillo (115) al descubierto, y un apantallamiento (210) de tensión se encuentra acoplado a, y está dispuesto por el exterior de, la cámara (110) de vacío, y forma un paso capacitivo con el material (240) semiconductor.
Description
Interruptor de vacío encapsulado
apantallado.
Esta solicitud reivindica prioridad de la
Solicitud de Patente U.S. núm. 10/687.523, depositada el 15 de
Octubre de 2003.
La presente invención pertenece a los
dispositivos interruptores de corriente para sistemas de
distribución de potencia. Más en particular, la presente invención
se refiere a dispositivos interruptores de vacío encapsulados para
sistemas de distribución de potencia apantallados.
Ahora más que nunca, los sistemas de
distribución de potencia de la red eléctrica están siendo
construidos de forma subterránea debido a las quejas del público
sobre la estética de los sistemas de distribución aéreos (es decir,
por encima del suelo), en lo que se conoce como el fenómeno Not In
My Backyard (NIMBY) (No En Mi Puerta). Para apaciguar al
contingente NIMBY, los sistemas de distribución de potencia
anteriormente construidos mediante postes, alambres, y conmutadores
montados en postes y transformadores, están siendo transformados
en, e incluso sustituidos por, sistemas subterráneos construidos con
conductos o grupos de canalizaciones, pasos abovedados
subterráneos, y aparatos de conexión y transformadores a nivel del
suelo y a nivel del subsuelo. Los sistemas subterráneos plantean
nuevos retos operativos y de mantenimiento debido a que no están a
la vista durante largos períodos. En respuesta a estos retos,
organizaciones tales como el Instituto de Ingeniería Eléctrica y
Electrónica (IEEE) y el Instituto de Estándares Nacional Americano
(ANSI) han implementado normas y códigos para asegurar la seguridad
del personal operativo y el rendimiento del propio sistema. Sin
embargo, a veces, la seguridad del personal puede entrar en
conflicto con el rendimiento del sistema. Uno de tales estándares
recomienda la puesta a tierra (es decir, el apantallamiento) de los
componentes individuales del sistema de distribución subterráneo en
múltiples puntos del sistema (por ejemplo, en empalmes de cables,
transformadores, interruptores). Al poner a tierra los componentes
del sistema (o sus carcasas), un operador de sistema pretende
eliminar la accesibilidad a las tensiones peligrosas por parte del
personal operativo.
Los aparatos interruptores de vacío, son bien
conocidos en cuanto a su uso en sistemas de distribución de
potencia para una interrupción fiable de la corriente de
cortocircuito y de la apertura de carga, y se han convertido en
sustitutos efectivos para los interruptores llenos de aire, de
aceite y de SF6. Cuando se utilizan en aplicaciones subterráneas,
tal como en pasos abovedados o en interruptores en los que existe
una alta probabilidad de inundación, los aparatos interruptores de
vacío están encerrados o encapsulados en un material eléctricamente
aislante. Para poner a tierra un aparato interruptor de vacío
sumergible, a efectos de proteger el personal frente a tensiones
peligrosas, el exterior completo del interruptor debe ser conductor.
Sin embargo, si el interruptor está puesto a tierra, los campos
eléctricos del interior del dispositivo resultan distorsionados y
reducen la capacidad dieléctrica no disruptiva del espacio de
separación durante una operación de "ruptura" del interruptor.
La mitigación de esta distorsión del campo eléctrico se ha resistido
hasta ahora a los expertos en la materia.
La Patente U.S. núm. 4.618.749 de Bohme et
al., describe un aparato interruptor de vacío insertado en un
material aislante tal como resina epoxi. El interruptor de Bohme
et al., posee también una cubierta metálica que puede ser
puesta a tierra para seguridad del personal. El aparato interruptor
descrito no está moldeado integralmente en el material aislante y
existe un espacio entre el aparato y el material aislante. Bohme
et al. reconoce que el espacio es susceptible de descarga
capacitiva debido a un fallo del material aislante (por ejemplo, el
efecto corona) especialmente durante los instantes en que los
contactos del interruptor se abren. Electrodos de control
incrustados en al material aislante intentan minimizar el efecto
corona en el interior del espacio al situar el esfuerzo dieléctrico
en el material aislante. Resulta fácilmente evidente para un experto
en la materia que el dispositivo de Bohme et al. adolece
todavía de fallos del material aislante. Además, puesto que el
aparato interruptor se inserta en el alojamiento aislante
preformado, el dispositivo es caro y complicado de fabricar.
El Interruptor de Falla de Vacío Moldeado MVI de
Thomas & Betts Elastimold® pretende subsanar las deficiencias
de la Patente de Bohme et al. mencionada anteriormente,
encapsulando directamente la cámara de interruptor de vacío en un
alojamiento aislante moldeado. El esfuerzo dieléctrico se encuentra
ahora presente en el alojamiento aislante que tiene una resistencia
al fallo mucho más alta. Sin embargo, debido a que el dispositivo
MVI está apantallado, la presencia de una superficie puesta a
tierra en relación de proximidad cercana a la cámara de vacío,
provoca una distorsión del campo eléctrico en el interior del
dispositivo que reduce la capacidad no disruptiva del espacio
abierto. De ese modo, se está impidiendo que el dispositivo opere a
su potencial completo.
El documento
US-A-4 002 867 muestra un
interruptor de vacío con una cámara de vacío en un alojamiento
dieléctrico, y un apantallamiento que rodea a los contactos
eléctricos en el interior de la cámara. Las superficies de la
cámara pueden estar recubiertas de material semiconductor para
obtener una resistencia superficial dada para impedir que el valor
potencial del apantallamiento fluctúe con relación a los contactos
eléctricos.
Un primer aspecto de la invención se refiere a
un interruptor de vacío según se define en la reivindicación 1. Un
segundo aspecto de la invención, según se define en la
reivindicación 13, se refiere a un procedimiento para mitigar la
distorsión del campo eléctrico en el interior de un interruptor de
vacío encapsulado apantallado según se reivindica en el
reivindicación 1. Otras características de los aspectos de la
invención aparecen en las reivindicaciones secundarias.
La Figura 1 es una vista en sección transversal
de un ejemplo de interruptor de vacío encapsulado sin
apantallamientos de tensión;
la Figura 2 es una vista en alzado frontal de un
ejemplo de interruptor de vacío encapsulado con apantallamientos de
tensión;
la Figura 3 es una vista en alzado lateral del
interruptor de vacío encapsulado de la Figura 2.
la Figura 4 es una vista lateral en sección
transversal del interruptor de vacío encapsulado de la Figura 2,
que muestra apantallamientos de tensión y un dispositivo detector de
corriente;
la Figura 5 es una vista lateral en sección
transversal del interruptor de vacío encapsulado de la Figura 2,
que muestra apantallamientos de tensión y un recubrimiento
semiconductor en la cámara de vacío;
la Figura 6 es un análisis de elementos finitos
del interruptor de vacío encapsulado de la Figura 2 sin
apantallamientos de tensión, que muestra la distribución de
esfuerzo dieléctrico durante una prueba de alto potencial;
la Figura 7 es un análisis de elementos finitos
del interruptor de vacío encapsulado de la Figura 2 con
apantallamientos de tensión, que muestra la distribución de
esfuerzo dieléctrico durante una prueba de alto potencial, y
la Figura 8 es un análisis de elementos finitos
del interruptor de vacío encapsulado de la Figura 2 con
apantallamientos de tensión, que muestra la distribución de
esfuerzo dieléctrico durante una prueba de alta tensión inversa.
Haciendo ahora referencia a los dibujos, la
Figura 1 muestra una vista en sección transversal de la disposición
de componentes internos de un ejemplo de interruptor 100 de vacío.
El interruptor 100 de vacío puede ser empleado en un sistema de
distribución de potencia para abrir o cerrar un circuito eléctrico.
El flujo de corriente a través del interruptor 100 puede ser
interrumpido o restablecido por medio de la cámara 110 de vacío. La
cámara 110 de vacío incluye un alojamiento cerámico de forma general
cilíndrica, y dos casquetes conductores extremos que hermetizan la
cámara de vacío y mantienen un vacío en la misma. Con referencia a
la Figura 1, la cámara 110 de vacío posee un extremo "fijo" y
un extremo "móvil". Un contacto 120 fijo ha sido dispuesto en
el interior del extremo fijo de la cámara 110 de vacío y está en
contacto con el casquete 125 conductor extremo fijo. Un contacto
130 móvil se encuentra dispuesto en el interior del extremo móvil de
la cámara 110 de vacío y está alineado coaxialmente con el contacto
120 fijo. El contacto 130 móvil está en contacto eléctrico con el
casquete 135 extremo, y encaja con, y se desencaja coaxialmente
desde, el contacto 120 fijo para establecer o interrumpir una
corriente eléctrica que discurre a través del mismo. El casquete 135
conductor extremo móvil puede consistir en un fuelle metálico o
similar, que permita que la varilla 140 accionadora mueva el
contacto 130 móvil adelante y atrás a lo largo del eje de la cámara
de vacío mientras mantiene un vacío estanco en la cámara 110 de
vacío. La varilla 140 accionadora puede ser accionada por un mando
160 operativo conectado a un mecanismo 150 actuador tal como un
resorte. Se puede incluir también un indicador 180 de posición en
el interruptor 100 de modo que un operador pueda inspeccionar
visualmente el interruptor para determinar si los contactos están
en posición abierta o cerrada.
La cámara 110 de vacío incluye también un
apantallamiento 105 flotante que consiste en un miembro metálico de
forma general cilíndrica. El apantallamiento 105 flotante se
encuentra soportado en la cámara 110 de vacío a una distancia
coaxial fija del contacto 120 fijo y del contacto 130 móvil por
medio del anillo 115 al descubierto. El alojamiento cerámico de la
cámara 110 de vacío incluye dos porciones cerámicas cilíndricas en
general, que albergan en sándwich al anillo 115 descubierto, y
retienen el apantallamiento 105 flotante separado por una distancia
de los contactos. Puesto que el apantallamiento 105 flotante se
encuentra retenido a una distancia de separación de los contactos,
está aislado eléctricamente y tiene un potencial de tensión
flotante. Durante la operación de conmutación de los contactos, el
apantallamiento 105 flotante impide que los iones metálicos
liberados desde los contactos cuando se producen arcos, sean
recopilados en el interior del alojamiento cerámico, evitando con
ello la degradación del comportamiento del interruptor 100.
Cables conductores conectados eléctricamente a
los casquetes conductores extremos, sirven como medio de conexión
para los conductores de distribución de potencia tales como los
cables subterráneos que se interconectan con el interruptor 100.
Para asegurar que el interruptor 100 de vacío operará de forma
fiable y segura en ambientes húmedos, tal como en pasos abovedados
subterráneos o en aparatos de conexión propensos a inundarse, el
interruptor está encapsulado en un material dieléctrico moldeado
tal como epoxi o similar. Según se muestra en la Figura 1, el
encapsulado 190 puede encerrar una porción del interruptor tal como
los conductores y la cámara 110 de vacío. Sin embargo, es
preferible que el interruptor 100 de vacío esté completamente
encapsulado tal y como se muestra en las Figuras
2-4. Para asegurar la seguridad del personal
operativo, el interruptor de vacío está apantallado (es decir,
puesto a tierra) mediante el recubrimiento de la superficie externa
del encapsulado 190 con una capa 200 semiconductora que está al
potencial de tierra cuando se instala en un sistema de distribución
apantallado. Una capa 200 semiconductora preferida es la Electrodag
213, fabricada por Acheson Colloids Company de Port Huron,
Michigan. Electrodag 213 es una dispersión de pigmento de grafito
finamente dividido en una solución de resina epoxi, que tiene una
excelente adhesión al epoxi, al plástico y a la cerámica.
Casquillos 170 se han formado al encapsular los
elementos conductores en el encapsulado 190 dieléctrico. Según se
muestra en la Figura 4, un dispositivo 230 detector de corriente,
tal como un transformador de corriente (es decir, un TC) puede ser
moldeado en el encapsulado dieléctrico para detectar corrientes de
cortocircuito y similares, a efectos de accionar el interruptor 100
de vacío. El dispositivo 230 de detección de corriente puede estar
en comunicación con un sistema o relé electrónico de control (no
representado), que determina si se encuentra presente una falla en
el circuito eléctrico y puede accionar un motor, un solenoide o
similar para operar la palanca 160 operativa para desencajar el
contacto 130 móvil del contacto 120 fijo, interrumpiendo con ello
la corriente a través del interruptor 100 de vacío. Cuando los
contactos se desencajan uno del otro, existe una diferencia de
potencial entre ellos en el espacio de separación que, dependiendo
del nivel de tensión del sistema de distribución de potencia, puede
estar comprendida en la gama de 4 kv a 34 kv. Puesto que la capa
200 semiconductora externa del interruptor 100 de vacío está al
potencial de tierra cuando se instala en un sistema de distribución
apantallado, la superficie puesta a tierra en relación de proximidad
cercana con la cámara 110 de vacío provoca una severa distorsión
del campo eléctrico en el interior del interruptor 100 de vacío,
que reduce significativamente la capacidad no disruptiva del espacio
de separación. Haciendo referencia a la Figura 6, se muestra un
análisis de elementos finitos de un interruptor de vacío encapsulado
apantallado. El contacto 130 móvil está desencajado del contacto
120 fijo y existe un espacio de separación entre ambos. Las líneas
300 de campo eléctrico del interruptor de vacío muestran una
distribución distorsionada según tienden hacia el potencial de
tierra.
Para contrarrestar la distorsión del campo
eléctrico, los apantallamientos de tensión están sujetos a la cámara
110 de vacío y están incrustados en el encapsulado 190 dieléctrico
para situar los esfuerzos dieléctricos en el encapsulado. El
apantallamiento 210 de tensión fijo (Figura 4) está conectado
eléctricamente al casquete 125 conductor extremo, mientras que el
apantallamiento 220 de tensión móvil se encuentra fijo al casquete
135 conductor extremo móvil. En un ejemplo de realización, los
apantallamientos de tensión son con preferencia elementos
conductores en forma de cuenco, que consisten en láminas metálicas
perforadas o en pantallas de malla metálica para facilitar la unión
con el encapsulado dieléctrico.
Las dos pantallas de tensión opuestas encierran
sustancialmente la cámara 110 de vacío, pero conducen a una porción
central descubierta. Según se muestra en la Figura 5, la porción
central descubierta de la cámara 110 de vacío incluye un anillo 115
al descubierto que soporta el apantallamiento 105 flotante. La
porción central descubierta de la cámara 110 de vacío está
recubierta con un material 240 semiconductor que puede ser el mismo
o diferente que el de la capa 200 exterior semiconductora. El
material 240 semiconductor puede ser una pintura fluida, un agente
de unión, epoxi, o similar, que tenga una propiedad eléctricamente
conductora. Un material semiconductor preferido es el Epic S7076
fabricado por Epic Resins de Palmyra Wisconsin. El Epic S7076
consiste en un sistema epoxi eléctricamente conductor, relleno de
carbón, que puede ser aplicado fácilmente a mano o mediante un
equipo de dispensación automática.
El material 240 semiconductor se extiende con
preferencia por áreas abarcadas por el apantallamiento de tensión
210 fijo y por el apantallamiento de tensión 220 móvil. De esta
manera, cada apantallamiento de tensión se superpone a una porción
del material 240 semiconductor aplicado. Un experto en la materia
comprenderá que el material 240 semiconductor presente en el
exterior de la cámara de vacío, adoptará el mismo potencial que el
apantallamiento 105 flotante del interior del interruptor 110 de
vacío puesto que los mismos están unidos por medio del anillo 115
al descubierto. Por lo tanto, cuando los contactos se separan, el
material 240 semiconductor elimina el esfuerzo dieléctrico sobre
los extremos del apantallamiento 105 flotante. Las pantallas de
tensión acopladas eléctricamente al contacto 120 fijo y al contacto
130 móvil, activan el potencial del recubrimiento 240 semiconductor
hasta el 50% de la diferencia entre los casquetes conductores
extremos de la cámara 110 de vacío, consiguiendo con ello una
distribución equilibrada de potencial de tensión.
Haciendo ahora referencia a la Figura 7, un
análisis de elementos finitos para un interruptor de vacío con un
apantallamiento 210 de tensión fijo, un apantallamiento 220 de
tensión móvil, y un material 240 semiconductor aplicado a la cámara
110 de vacío, muestra que las líneas 300 de campo eléctrico están
distribuidas de forma casi simétrica en el interior de la cámara de
vacío en el espacio de separación. La Figura 8 muestra un
interruptor de vacío idéntico al de la Figura 8, pero con la
polaridad de la tensión invertida. Según se muestra, las líneas 300
de campo eléctrico se mantienen distribuidas simétricamente en el
espacio de separación.
Claims (19)
1. Un interruptor (100) de vacío, que
comprende:
un encapsulado (190) dieléctrico;
una cámara (110) de vacío dispuesta en el
interior del encapsulado dieléctrico, que incluye:
- un apantallamiento (105) flotante, dispuesto en el interior de la cámara de vacío, y
- un anillo (115) al descubierto, acoplado eléctricamente con el apantallamiento flotante e integral con la cámara de vacío,
un material (240) semiconductor dispuesto en el
exterior de la cámara de vacío,
que se caracteriza porque el material
(100) semiconductor está acoplado con el anillo (115) al
descubierto, y
un apantallamiento (210) de tensión se encuentra
acoplado a, y está dispuesto por el exterior de, la cámara (110) de
vacío, y forma un paso capacitivo con el material (240)
semiconductor.
2. El interruptor de vacío de la reivindicación
1, en el que el apantallamiento (210) de tensión está incrustado en
el encapsulado (190) dieléctrico.
3. El interruptor de vacío de la reivindicación
1 o la reivindicación 2, en el que la cámara (110) de vacío incluye
un casquete (125) extremo, y el apantallamiento (210) de tensión
está acoplado al casquete (125) extremo.
4. El interruptor de vacío de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende además un segundo
apantallamiento (220) de tensión acoplado a, y dispuesto por fuera
de, la cámara (110) de vacío, de modo que forma un segundo paso
capacitivo con el material (240) semiconductor.
5. El interruptor de vacío de la reivindicación
4, en el que la cámara (110) de vacío incluye un segundo casquete
(135) extremo, y el segundo apantallamiento (220) de tensión está
acoplado al segundo casquete (135) extremo.
6. El interruptor de vacío de la reivindicación
1, en el que:
el encapsulado (190) dieléctrico es de un
material moldeado en una sola pieza, y está configurado de modo que
encapsula sustancialmente al interruptor de vacío;
la cámara (110) de vacío está moldeada en el
encapsulado (190) dieléctrico, comprendiendo la cámara de vacío:
- un alojamiento de cerámica;
- un primer casquete (125) extremo que hermetiza el alojamiento;
- un segundo casquete (135) extremo que hermetiza el alojamiento;
- el apantallamiento (105) flotante en el interior del alojamiento, y
- el anillo (115) al descubierto, acoplado con el alojamiento y acoplado con el apantallamiento (105) flotante;
el material (240) semiconductor está en contacto
con el anillo al descubierto, y está dispuesto sobre una porción
exterior central del alojamiento cerámico de la cámara de vacío de
tal modo que existen bandas en las porciones extremas del
alojamiento cerámico de la cámara de vacío que se encuentran
sustancialmente libres de material (240) semiconductor;
el apantallamiento (210) de tensión se encuentra
conectado al primer casquete (125) extremo y está dispuesto por
fuera del alojamiento, y se superpone a una primera porción del
material semiconductor, y forma un primer paso capacitivo con el
material (240) semiconductor, y
un segundo apantallamiento (220) de tensión está
conectado al segundo casquete (135) extremo y está dispuesto
alrededor del alojamiento.
7. El interruptor de vacío de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el encapsulado (190)
dieléctrico es epoxi.
8. El interruptor de vacío de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que al menos uno de los
apantallamientos (210, 220) de tensión comprende una lámina metálica
perforada.
9. El interruptor de vacío de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que al menos uno de los
apantallamientos (210, 220) de tensión comprende un material de
malla metálica.
10. El interruptor de vacío de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que al menos uno de los
apantallamientos (210, 220) de tensión tiene en general forma de
cuenco.
11. El interruptor de vacío de la reivindicación
1, en el que los apantallamientos (210, 220) de tensión encierran
sustancialmente a la cámara (110) de vacío.
12. El interruptor de vacío de cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 11, en el que los apantallamientos de tensión
son imágenes espejo cada uno del otro.
13. Un procedimiento para mitigar la distorsión
del campo eléctrico en el interior de un interruptor de vacío
encapsulado apantallado según se reivindica en la reivindicación 1,
comprendiendo el procedimiento:
proporcionar una cámara (110) de vacío que
comprende:
- un primer casquete (125) conductor extremo;
- un segundo casquete (135) conductor extremo;
- un apantallamiento (105) flotante en el interior de la cámara, y
- un anillo (115) al descubierto acoplado con el apantallamiento (105) flotante, e integral con y dispuesto por el exterior de, la cámara (110) de vacío;
disponer un primer material (240) semiconductor
sobre una porción central exterior de la cámara de vacío y en
contacto con el anillo (115) al descubierto, de tal modo que existen
bandas en las porciones exteriores extremas de la cámara de vacío
que están sustancialmente libres de material (240)
semiconductor;
conectar un primer apantallamiento (210) de
tensión con el primer casquete (125) conductor extremo;
disponer el primer apantallamiento (210) de
tensión por el exterior de la cámara de manera que forme un paso
capacitivo con el material (240) semiconductor;
conectar un segundo apantallamiento (220) de
tensión con el segundo casquete (135) conductor extremo;
disponer el segundo apantallamiento (220) de
tensión por el exterior de la cámara con el fin de formar un
segundo paso capacitivo con el material (240) semiconductor;
encapsular la cámara (110) de vacío y los
apantallamientos (210, 220) de tensión en material (190) dieléctrico
moldeado, y
disponer un segundo material (200) semiconductor
por el exterior del material (190) dieléctrico moldeado.
14. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el que el primer y el segundo apantallamientos (210, 220) de
tensión comprenden material de lámina metálica o de malla metálica
perforadas.
15. El procedimiento de la reivindicación 13 o
la reivindicación 14, en el que el primer y el segundo
apantallamientos (210, 220) de tensión tienen forma de cuenco en
general.
16. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 13 a 15, en el que el primer y el segundo
apantallamientos (210, 220) de tensión encierran sustancialmente la
cámara (110) de vacío y el primer material (240) semiconductor.
17. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 13 a 16, en el que el primer y el segundo
apantallamientos (210, 220) de tensión son imágenes espejo cada uno
del otro.
18. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 13 a 17, en el que el primer material (240)
semiconductor y el segundo material (200) semiconductor son
iguales.
19. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 13 a 18, en el que el material (190) dieléctrico
moldeado es epoxi.
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|---|---|---|---|---|
| US6888086B2 (en) * | 2002-09-30 | 2005-05-03 | Cooper Technologies Company | Solid dielectric encapsulated interrupter |
| US20070291442A1 (en) * | 2002-12-23 | 2007-12-20 | Cooper Technologies Company | Method of Making and Repairing a Modular Push-On Busbar System |
| EP2071687A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-17 | ABB Technology AG | Medium-voltage or high-voltage switchgear assembly |
| FR2925755B1 (fr) * | 2007-12-21 | 2012-08-03 | Schneider Electric Ind Sas | Isolation d'un dispositif de coupure de type ampoule a vide par surmoulage |
| KR100960075B1 (ko) * | 2008-01-22 | 2010-05-31 | 이철호 | 지중 배전 선로용 폴리머 절연 다회로 개폐기 |
| WO2009108729A1 (en) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Impact Power Inc. | Improved vacuum interrupter switch for power distribution systems |
| ITBO20080392A1 (it) * | 2008-06-20 | 2009-12-21 | Alberto Bauer | Sensore capacitivo per rilevare un campo elettrico generato da un conduttore |
| EP2139016A1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | ABB Technology AG | Pole part of a medium-voltage or high-voltage switchgear assembly, and method for its production |
| EP2278601B1 (en) | 2009-07-20 | 2017-02-01 | ABB Schweiz AG | Embedded pole part with an isolating housing made of thermoplastic material |
| EP2278603B1 (en) * | 2009-07-20 | 2018-09-12 | ABB Schweiz AG | Method of manufacturing a current terminal for embedded pole part |
| CN103081050B (zh) * | 2010-07-07 | 2015-11-25 | 西门子有限公司 | 电隔离器 |
| US20120261384A1 (en) * | 2011-04-14 | 2012-10-18 | Labianco Mike | Interrupter with voltage sensing on both load and source sides |
| CN102881509B (zh) * | 2012-09-07 | 2016-04-20 | 北海银河开关设备有限公司 | 断路器均压罩 |
| CN102891035A (zh) * | 2012-09-14 | 2013-01-23 | 北海银河开关设备有限公司 | 固封极柱 |
| US10290436B1 (en) | 2013-03-15 | 2019-05-14 | Innovative Switchgear IP, LLC | Insulated interrupter |
| KR101497068B1 (ko) * | 2013-05-13 | 2015-03-03 | 주식회사 평일 | 지상 및 지중 겸용 에폭시몰딩 절연형 다회로 부하개폐기 및 차단기 |
| US20140374383A1 (en) * | 2013-06-25 | 2014-12-25 | Tetsu Shioiri | Tank-type vacuum circuit breaker |
| JP6343150B2 (ja) * | 2014-01-24 | 2018-06-13 | 株式会社東芝 | 真空バルブおよびその製造方法 |
| DE102014201861A1 (de) * | 2014-02-03 | 2015-08-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrodenanordnung |
| FR3017486B1 (fr) | 2014-02-07 | 2017-09-08 | Schneider Electric Ind Sas | Deflecteur pour ampoule a vide surmoulee |
| US9640350B2 (en) | 2014-02-20 | 2017-05-02 | Cooper Technologies Company | Modular switchgear insulation system |
| US9576757B2 (en) * | 2014-04-11 | 2017-02-21 | S&C Electric Company | Circuit interrupters with air trap regions in fluid reservoirs |
| EP3132459B1 (en) * | 2014-04-14 | 2018-08-15 | ABB Schweiz AG | Embedded pole part for medium or high voltage use, with a vacuum interrupter which is embedded into an insulating resin |
| US9396896B2 (en) * | 2014-06-09 | 2016-07-19 | Eaton Corporation | Modular vacuum interruption apparatus |
| CN104201042A (zh) * | 2014-09-04 | 2014-12-10 | 麦克奥迪（厦门）电气股份有限公司 | 固体绝缘开关的极柱内腔屏蔽结构 |
| CN105590797A (zh) * | 2014-10-23 | 2016-05-18 | 苏州市吴中区欣鑫开关配件厂 | 高压断路器的罩子及其制造方法 |
| US9558900B2 (en) * | 2014-12-03 | 2017-01-31 | Eaton Corporation | Vacuum assisted electrical disconnect with dynamic shield |
| USD800667S1 (en) | 2015-02-20 | 2017-10-24 | Cooper Technologies Company | Modular switchgear insulation device |
| CN110289190A (zh) * | 2015-10-23 | 2019-09-27 | 北京瑞恒新源投资有限公司 | 带真空灭弧室的多功能电容型套管 |
| EP3247011A1 (en) * | 2016-05-17 | 2017-11-22 | ABB Schweiz AG | Multifunctional three phase power distrubution indoor/outdoor unit |
| DE102016214752A1 (de) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines keramischen Isolators |
| CN106128850A (zh) * | 2016-08-24 | 2016-11-16 | 厦门普力维电气科技有限公司 | 一种户外高压固封极柱或重合器 |
| DE102016218316A1 (de) * | 2016-09-23 | 2018-03-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Vakuumschalter |
| EP3321950B1 (en) * | 2016-11-15 | 2019-08-28 | ABB Schweiz AG | An electric terminal for electric pole units |
| RU180980U1 (ru) * | 2017-12-29 | 2018-07-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-строительная компания ПЛАСТМЕТАЛЛ" | Устройство блока высоковольтного предохранителя |
| EP3561842B1 (en) * | 2018-04-25 | 2020-10-14 | Tyco Electronics UK Ltd | Electromechanical actuator and high voltage (hv) switch |
| CN111863508A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-30 | 上海置信智能电气有限公司 | 一种一二次深度融合的联络柱上断路器 |
| US20210398760A1 (en) * | 2020-06-23 | 2021-12-23 | Eaton Intelligent Power Limited | Separable electrical connector with a switching apparatus |
| CN111986953B (zh) * | 2020-07-30 | 2022-08-12 | 许继集团有限公司 | 一种一二次深度融合的固封极柱 |
| CN112185752B (zh) * | 2020-09-28 | 2022-08-12 | 许继集团有限公司 | 一种固封极柱 |
| US11742161B2 (en) * | 2021-07-09 | 2023-08-29 | S&C Electric Company | Rotary diaphragm in vacuum interrupter switch |
| EP4177924A1 (en) | 2021-11-04 | 2023-05-10 | Abb Schweiz Ag | Vacuum interrupter assembly, switchgear including vacuum interrupter assembly, and method of configuring vacuum interrupter assembly |
| US11862419B2 (en) * | 2021-11-15 | 2024-01-02 | Eaton Intelligent Power Limited | Toroidal encapsulation for high voltage vacuum interrupters |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3147356A (en) | 1961-03-15 | 1964-09-01 | Joslyn Mfg & Supply Co | Circuits for switches having series connected interrupter sections |
| US3818407A (en) * | 1972-09-25 | 1974-06-18 | Amerace Esna Corp | High voltage fuse enclosure |
| US4002867A (en) * | 1972-11-01 | 1977-01-11 | Westinghouse Electric Corporation | Vacuum-type circuit interrupters with condensing shield at a fixed potential relative to the contacts |
| US3909570A (en) * | 1973-10-11 | 1975-09-30 | S & C Electric Co | High voltage circuit interrupter switch arrangement |
| US3955167A (en) * | 1975-01-08 | 1976-05-04 | Mcgraw-Edison Company | Encapsulated vacuum fuse assembly |
| US3946351A (en) * | 1975-02-28 | 1976-03-23 | Mcgraw-Edison Company | Shielded fuse assembly |
| US4060785A (en) * | 1976-09-13 | 1977-11-29 | Kearney-National Inc. | Enclosing structure for a high voltage electric fuse |
| US4136339A (en) * | 1977-03-02 | 1979-01-23 | Westinghouse Electric Corp. | Corona reducing apparatus for a submersible electrical fuse |
| US4568804A (en) | 1983-09-06 | 1986-02-04 | Joslyn Mfg. And Supply Co. | High voltage vacuum type circuit interrupter |
| DD226690A1 (de) * | 1984-09-24 | 1985-08-28 | Buchwitz Otto Starkstrom | Schalterpol |
| DE3666521D1 (en) * | 1985-05-15 | 1989-11-23 | Alsthom | Switch with sulfur hexafluoride operating in a very low temperature environment |
| GB8518381D0 (en) * | 1985-07-20 | 1985-08-29 | Y S Securities Ltd | Circuit interrupter |
| US4661665A (en) * | 1986-07-10 | 1987-04-28 | General Electric Company | Vacuum interrupter and method of modifying a vacuum interrupter |
| DE4129008A1 (de) | 1991-08-28 | 1992-01-16 | Slamecka Ernst | Vakuumschalter |
| US5597992A (en) * | 1994-12-09 | 1997-01-28 | Cooper Industries, Inc. | Current interchange for vacuum capacitor switch |
| US5808258A (en) * | 1995-12-26 | 1998-09-15 | Amerace Corporation | Encapsulated high voltage vacuum switches |
| US5903209A (en) * | 1998-08-07 | 1999-05-11 | Thomas & Betts International, Inc. | Encapsulated fuse with corona shield |
| US6888086B2 (en) * | 2002-09-30 | 2005-05-03 | Cooper Technologies Company | Solid dielectric encapsulated interrupter |
-
2003
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