ES2345979T3 - Instalacion de conmutacion provista con una barrera aislante electrica. - Google Patents

Abstract

Una instalación de conmutación (5) que comprende un disyuntor (12) que está conectado a una conexión de cable (33), y opcionalmente un desconector (14) para establecer o interrumpir una conexión de conducción entre la conexión de cable (33) y un sistema de carriles (15), y una barrera aislante eléctrica (10) para apantallar un elemento de la instalación de conmutación (5) que está en voltaje en funcionamiento, en la que la barrera aislante eléctrica (10) rodea al menos las piezas que están en voltaje eléctrico en funcionamiento del disyuntor (12) al sistema de carriles (15), que incluye una derivación (18) que conduce a un carril (15) del sistema de carriles, independientemente para cada fase de la instalación de conmutación (5), y también los miembros de accionamiento (16, 17) del disyuntor (12) y el desconector adicional (14), caracterizada porque la barrera aislante eléctrica (10) está diseñada para fijar la derivación (18) a uno de los carriles (15) del sistema de carriles en una posición fija, estando un lado de la derivación (18) diseñado para establecer un contacto interrumpible con un extremo del desconector (14) que está alejado del disyuntor (12), y porque la barrera aislante eléctrica (10) comprende medios de fijación (41) en el lado interior para recibir medios de hermeticidad al voltaje y/o de control de campo (37) en el lugar de la derivación (18), estando también diseñados los medios de fijación (41) para recibir unas secciones (19) de soporte de aislamiento para fijar la derivación (18) en una posición fija y para retener los medios de hermeticidad de voltaje y/o de control de campo (37).

Description

Instalación de conmutación provista con una barrera aislante eléctrica.

El presente invento se refiere a una instalación de conmutación, adecuada especialmente para voltajes superiores a 1.000 V, que comprende un disyuntor, el cual está conectado a una conexión por cable, y opcionalmente a un desconector para establecer o interrumpir una conexión de conducción entre la conexión por cable y un sistema de carriles, y una barrera aislante eléctrica para apantallar un elemento de la instalación de conmutación que en funcionamiento está sometido a voltaje.

Más particularmente, el invento se refiere a una instalación de conmutación de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Tal instalación de conmutación es conocida por la publicación de la patente CH-A-200798.

Como la mayoría de las instalaciones de conmutación son de diseño trifásico hay también tres de cada uno de los componentes antes mencionados por cada unidad funcional (también referida como un campo), estando estos componentes física y eléctricamente separados entre sí en cada una de las fases.

Además, las fases de una instalación de conmutación de este tipo están generalmente dispuestas como una entidad física en una caja de distribución que las rodea. En la cual, teniendo en cuenta las considerables diferencias de potencial, se ha de mantener una cierta distancia entre las diversas piezas que tienen voltaje y otras piezas conductoras de electricidad del armario de conmutación con el fin de impedir un arco eléctrico o una interrupción entre estas diversas piezas. Además del voltaje usado, esta distancia depende también del tipo de disyuntor usado, tal como por ejemplo de los disyuntores al aire, de los disyuntores en aceite, de los disyuntores en vacío, etc, y del medio aislante usado entre las diversas piezas de la instalación de conmutación, tal como por ejemplo gas (aire, SF6, y similares), líquido (aceite), sólido (resina de moldeo), etc.

Teniendo en cuenta el espacio empleado y teniendo en cuenta también los altos costes de los materiales y del transporte se tiende a hacer instalaciones de conmutación los más compactas posible, por lo que se usa una combinación de disyuntores y de medios aislantes que permitan conseguir un diseño compacto. Por ejemplo, la combinación de disyuntores en vacío con un aislamiento de SF6 se usa cada vez más con el fin de obtener una instalación de conmutación compacta. Aunque se desea prescindir del SF6 como medio aislante teniendo en cuenta las consecuencias negativas para el medio ambiente, este gas sin embargo se usa todavía bastante ya que no existen alternativas suficientes disponibles en particular con el fin de conseguir un diseño compacto.

Se conoce una instalación de conmutación que está basada en el deseo de proporcionar un diseño compacto a partir de la Solicitud de Patente de EEUU US-A-2001/0005306, la cual describe una instalación de conmutación con una conexión por cable y un sistema de carriles, entre los cuales existe un disyuntor en vacío por medio del cual pueden conectarse entre sí un cable y un carril. La instalación comprende también un mecanismo accionador y unos medios para desconectar uno de otro el cable y el carril por medio de un desconector, así como una conexión a tierra. La instalación expuesta comprende varios compartimentos tales como un compartimento de cables, un compartimento de carriles y un compartimento de conmutación. Se utilizan paredes aislantes en la instalación de conmutación con el fin de apantallar eléctricamente unos componentes específicos de otros.

La instalación de conmutación conocida tiene la desventaja de que, teniendo en cuenta los altos voltajes que deben usarse en las diferentes piezas de la instalación de conmutación se requieren unas dimensiones considerables si se usa aire para asegurar el necesario aislamiento eléctrico. Se utilizan también varias paredes aislantes, aunque no para todos los componentes requeridos de la instalación de conmutación. Por otra parte, la instalación de conmutación conocida requiere un considerable trabajo para montarla.

Además, el documento US 4.879.441 ha expuesto una instalación de conmutación en la que se hace uso de una barrera dieléctrica que comprende una placa aislante que está curvada de tal forma que se han dispuesto tres lados que son perpendiculares entre sí. La placa así formada está fijada alrededor de cada disyuntor en vacío para cada fase, de tal forma que los disyuntores en vacío y una parte de la varilla accionadora están rodeados por dicha placa en tres lados, estando situados los lados abiertos de la placa aislante en los lados frontal, superior y del fondo.

La adición de una barrera de este tipo asegura que se incrementa la seguridad dieléctrica entre las piezas específicas, lo que hace que se pueda utilizar un voltaje más alto o bien una distancia más corta entre dichas piezas que tienen voltaje diferente.

A pesar de que la adición de la barrera dieléctrica conocida consigue una mejora significativa, todavía es posible una mejora adicional, en especial en cuanto a los componentes de la instalación de conmutación.

Por lo tanto, es un objeto del presente invento proporcionar una instalación de conmutación que tenga un apantallamiento dieléctrico tal que sea posible conseguir una compacidad óptima y un montaje sencillo de los componentes de la instalación de conmutación en su conjunto sin ser necesario usar el medio aislante SF6, a pesar del hecho conocido de que la seguridad dieléctrica del SF6 es mayor que la del aire.

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Con este fin el presente invento proporciona una instalación de conmutación tal como la definida en la reivindicación 1.

La barrera aislante eléctrica protege las otras fases y el armario de conmutación que las rodea de los arcos eléctricos o interrupciones de las piezas que están en tensión. Por otra parte, la barrera aislante eléctrica está también diseñada de tal forma que los medios de hermeticidad al voltaje y/o de regulación del campo sean fáciles de disponer en el lugar de la derivación del sistema de carriles y de ser mantenidos en esta posición, y con este objeto la barrera aislante eléctrica comprende unas ranuras en el lado interior para recibir medios de hermeticidad al voltaje y/o de regulación del campo en el lugar de la derivación, estando las ranuras diseñadas también para recibir secciones de soporte aislantes para fijar la derivación en una posición fija y mantener los medios de hermeticidad al voltaje y/o de regulación de campo. Los medios de de hermeticidad al voltaje están preferiblemente diseñados como caperuzas de apantallamiento que rodean la derivación del sistema de carriles. Estas caperuzas se adaptan a los medios de control de campo en el lugar de la conexión interrumpible con la derivación del carril de tal forma que las caperuzas de apantallamiento no tengan que ser diseñadas para que sean completamente estancas al aire.

También es posible que los miembros actuantes del disyuntor y el desconector opcional estén rodeados por la barrera aislante eléctrica. Como consecuencia de que la barrera aislante eléctrica rodea todos los elementos de cada fase de una instalación de conmutación que son importantes a este respecto se produce una acción aislante eléctrica suficiente y operativamente fiable entre las diferentes fases de la instalación de conmutación y entre los elementos de una fase de la instalación de conmutación y la caja generalmente metálica de la instalación de conmutación. Esto permite que la instalación de conmutación tenga un diseño más compacto.

A pesar de que el invento hace posible ahora conseguir una instalación de conmutación más compacta, teniendo en cuenta el hecho de que la barrera eléctrica impide un posible arco eléctrico o interrupción entre las diferentes fases o entre las fases y el armario de conmutación, también hay componentes que pueden tener unas considerables diferencias de potencial entre sí dentro de dicha barrera aislante eléctrica. Además, estas diferencias de potencial pueden fluctuar considerablemente para cada componente como consecuencia de las operaciones de conmutación, por ejemplo como consecuencia de que el circuito está conectado a tierra en un lado del componente de conmutación, por ejemplo un disyuntor en vacío. Para hacer frente a este problema es posible mantener una distancia suficiente entre los diversos componentes. No obstante, esto podría llevar a un diseño menos compacto de la instalación de conmutación.

Por lo tanto, un objeto adicional del presente invento es aumentar además la compacidad de la instalación de conmutación, y con este fin el presente invento proporciona una barrera aislante eléctrica en la que las piezas entre el disyuntor y el sistema de carriles, que incluyen el disyuntor y la derivación, que están situados en dicha barrera y que están con voltaje están provistos de unos medios de control de campo y/o de unos medios de hermeticidad al voltaje en los lugares en los que existen las mayores diferencias de potencial con una gran densidad de intensidad de campo asociada y/o en los lugares en los que la distancia entre las piezas con una gran diferencia de potencial sea tal que puedan producirse arcos eléctricos.

Seleccionando adecuadamente el lugar y los medios es posible, para lugares en los que en ciertas circunstancias existan unas diferencias de potencial considerables, que sean colocados más cerca uno de otro, de forma que aumente adicionalmente la compacidad.

De acuerdo con una realización del invento, se optimiza la distribución del campo eléctrico dentro de la barrera aislante eléctrica y los medios de control de campo y/o los medios de hermeticidad al voltaje están situados en el lugar en el que el miembro accionador está fijado al disyuntor, en el lugar de una conexión entre el disyuntor y el desconector, en el lugar en el que el miembro accionador está fijado al desconector, en el lugar de una conexión interrumpible entre el desconector y la derivación, en el lugar de una conexión del disyuntor con la barrera aislante eléctrica, y/o en el lugar de la derivación que conduce al carril. Dichos medios de control de campo y/o medios de hermeticidad al voltaje están preferiblemente adaptados entre sí de tal forma que los electrones que tratan de escapar pasados los medios de hermeticidad al voltaje lleguen a lugares en los que se ha creado un espacio libre de campo con la ayuda de los medios de control de campo. Esto tiene la ventaja de que en estos lugares es posible conseguirlo con medios de hermeticidad al voltaje que no tienen por sí mismos que cerrar completamente todos los caminos de contorneo ya que los electrones son atrapados en el espacio libre de campo.

Por otra parte, los medios de control de campo están preferiblemente provistos de una capa exterior aislante eléctrica. Esto tiene la ventaja de que los medios de control de campo pueden colocarse más cerca unos de otros sin que haya riesgo de arcos eléctricos, ya que las posibles rutas de un arco eléctrico están localizadas en el espacio libre de campo y por tanto están apantallados.

En una realización la barrera aislante eléctrica está realizada como un elemento completo, por ejemplo por moldeo (inyección). Esto es fácil de producir y de procesar usando técnicas conocidas. En una realización posterior el material aislante de la barrera aislante eléctrica es ópticamente transparente. Esto hace posible definir ventanas de inspección en uno o más lugares para el examen visual de, por ejemplo, la posición del disyuntor y/o del desconector (directa o indirectamente a través de la posición de sus miembros accionadores) dentro de la barrera aislante eléctrica.

Diseñando la barrera aislante eléctrica para cada fase de una instalación de conmutación como un elemento completo el invento hace además posible explotar no solamente la función eléctrica (aislante y de control de campo) sino también una función mecánica y de diseño. Esta segunda función permite que los diversos componentes y elementos de las fases sean colocados y ensamblados entre sí y que los diversos componentes y elementos de las fases sean colocados y ensamblados en un lugar fijo con respecto al armario de conmutación circundante. Para colocar cada fase en el armario de conmutación, la forma de la barrera aislante eléctrica está, por ejemplo, diseñada de tal forma que pueda ser fijada en una forma de ajuste apretado alrededor del disyuntor (en vacío). Para un ajuste apretado alrededor del disyuntor (en vacío) es preferible usar un revestimiento protector flexible hecho de un material (por ejemplo caucho) que tenga a la vez unas buenas propiedades aislante eléctricas y unas buenas propiedades mecánicas combinadas con la hermeticidad al voltaje.

Para hacer posible usar disyuntores en vacío de diámetros diferentes sin que la barrera aislante eléctrica tenga en cada caso que adaptarse a este diámetro el invento facilita que la barrera aislante eléctrica sea fijada a los mismos medios de sujeción mediante los cuales el disyuntor en vacío está sujeto al armario de conmutación circundante. Ajustando el espesor del revestimiento protector flexible es pues posible obtener una buena fijación en términos eléctricos y mecánicos.

Además, la barrera aislante eléctrica puede estar provista de medios de fijación en uno o más lados de la barrera. Por ejemplo, un mecanismo accionador de los medios de accionamiento del disyuntor y del desconector puede estar fijado al lado superior de la barrera aislante eléctrica. Los medios de fijación en un lado frontal de la barrera permiten que esta última quede fijada a una caja que rodea la instalación de conmutación. También es preferible para los medios de fijación en el lado frontal que estén combinados con una ventana de inspección en la caja de conmutación.

En una realización posterior la barrera aislante eléctrica está diseñada para fijar los carriles del sistema de carriles en una posición fija, estando la barrera aislante eléctrica provista de casquillos que rodean estrechamente los carriles y de una abertura de conexión para realizar la conexión eléctrica con la derivación que está dispuesta para cada fase. En este caso también, es preferible usar revestimientos protectores flexibles, por medio de los cuales los carriles se montan en la barrera aislante eléctrica de forma fiable en términos mecánicos y eléctricos.

Como consecuencia de la optimización de la compacidad y como consecuencia del por lo tanto menor espacio rodeado por la barrera aislante eléctrica, el calor que genera la corriente que pasa a través de la instalación de conmutación hará que se superen en una etapa más temprana los límites máximos fijados. Por lo tanto, en una realización adicional de la barrera aislante eléctrica, esta última está provista de al menos una abertura que permite el intercambio de aire caliente con aire ambiente mediante convección. Esta abertura se selecciona de tal forma que en ningún caso se degraden las propiedades aislantes eléctricas de la barrera.

En un aspecto adicional, el presente invento se refiere a una instalación de conmutación provista de una barrera aislante eléctrica, estando el disyuntor, su miembro accionador y un mecanismo impulsor del disyuntor situados en línea recta en una primera dirección (por ejemplo verticalmente, la dirección y), y extendiéndose los carriles del sistema de carriles en una segunda dirección que es sustancialmente perpendicular a la primera dirección (por ejemplo horizontalmente, la dirección x). Esto permite que la instalación de conmutación tenga una estructura más compacta ya que no hay necesidad de ningún medio de transmisión para el accionamiento del disyuntor y similares.

En una realización posterior el desconector entre el disyuntor y los carriles, en el estado cerrado, se extiende en una tercera dirección (la dirección z) que es sustancialmente perpendicular a las direcciones primera y segunda (y por lo tanto en este ejemplo también se extiende en el plano horizontal), en cuyo caso es posible que el desconector sea conmutado en un estado abierto o en un estado conectado a tierra al ser rotado. Esta medida también asegura que la instalación de conmutación tenga una estructura compacta y operativamente fiable y que también permita que la segunda función mecánica y de diseño de la barrera aislante eléctrica sea aprovechada aún más.

Con este fin, en todavía otra realización, la barrera aislante eléctrica está diseñada para guiar el desconector entre una primera posición en la que el desconector hace contacto con el carril de la fase, una segunda posición en la que el desconector no hace contacto alguno con el carril de la fase, y opcionalmente una tercera posición en la que el desconector hace contacto con un contacto a tierra. Esto puede ponerse en práctica, por ejemplo por medio de guías de movimiento en forma de ranuras o bordes curvos en el lado interior de la barrera aislante eléctrica, que interactúan con unos pernos de guía acoplados al desconector. Esto permite un guiado definido, y por lo tanto seguro y operativamente fiable, del desconector con el accionamiento por medio de una única varilla de accionamiento. Esto también impide la desviación lateral del desconector a través de las paredes laterales de la barrera aislante eléctrica, con el resultado de que a pesar de la relativamente gran longitud del desconector, este último haga un contacto correcto con la derivación o con el contacto a tierra.

En una realización posterior se hace un uso ventajoso de la función mecánica y de diseño de la barrera aislante eléctrica de acuerdo con el invento para fijar un carril de derivación al correspondiente carril de fase del sistema de carriles en una posición fija, estando diseñado un lado del carril de derivación para hacer un contacto interrumpible con ese extremo del desconector que está alejado del componente de conmutación, por ejemplo un disyuntor en vacío. Para cada fase en una instalación de conmutación es generalmente necesario realizar una conexión a uno de los carriles del sistema de carriles trifásico. Haciendo uso de medios de fijación de los carriles de derivación en la barrera aislante eléctrica es posible diseñarla en una forma no perjudicial al medio ambiente con un alto grado de flexibilidad y uniformidad.

A continuación se explicará con más detalle el presente invento sobre la base de varias realizaciones a modo de ejemplo y haciendo referencia a los dibujos, en los que:

la figura 1 muestra una vista simplificada de la sección recta de una instalación de conmutación en la que hay una barrera aislante eléctrica de acuerdo con una realización del presente invento;

la figura 2 muestra una vista lateral de una barrera aislante eléctrica de acuerdo con una realización adicional del presente invento;

la figura 3 muestra una vista en planta de la barrera aislante eléctrica mostrada en la Figura 2;

la figura 4 muestra una vista frontal de la barrera aislante eléctrica mostrada en la Figura 2; y

la figura 5 muestra una vista de la sección recta a través de la barrera aislante eléctrica mostrada en la figura 2, en la que hay varios elementos de la instalación de conmutación.

La figura 1 muestra una vista simplificada de la sección recta de una instalación de conmutación eléctrica 5 para un voltaje medio o alto, en la que de acuerdo con el invento se usa una barrera aislante eléctrica 10. La instalación de conmutación 5 comprende una caja cerrada 30 hecha de metal, dentro de la cual están situados los elementos de la instalación de conmutación 5. La caja 30 está montada sobre un bastidor de fijación 34. En el ejemplo mostrado la instalación de conmutación 5 se usa para establecer o interrumpir una conexión eléctrica entre una línea de suministro de potencia 35, que está conectada a una conexión por cable 33, y uno de los carriles 15 de un sistema de carriles trifásico. Un conductor conduce desde la conexión por cable 33 hasta una conexión inferior de un disyuntor 12, en forma de un disyuntor en vacío, que es accionado por una varilla de accionamiento 16. En la instalación de conmutación 5 el disyuntor 12 se usa para conectar y desconectar corrientes. La otra conexión del disyuntor 12 está conectada, en el ejemplo mostrado, a través de una conexión eléctrica que puede deslizar, a un primer lado de un desconector 14 que es accionado por una varilla de accionamiento 17. La conexión conductora eléctrica deslizante significa que existe un contacto eléctrico entre el disyuntor 12 y el desconector 14 independientemente de la posición del disyuntor 12 y del desconector 14. En la posición cerrada el otro lado del desconector 14 está en contacto con un carril de la derivación 18, el cual está conectado con uno de los carriles 15 que se extiende perpendicular al plano del dibujo. El desconector 14 puede también desconectar eléctricamente el camino de conducción entre la conexión por cable 33 y los carriles 15 por medio de la varilla de accionamiento 17. El desconectador 14 puede también ser llevado a contacto con un contacto a tierra 29, de forma que todo el circuito eléctrico del disyuntor 12 puede ser puesto a tierra. Las varillas de accionamiento 16, 17 del disyuntor 12 y del desconectador 14, respectivamente, son operadas por un mecanismo accionador 11 que está situado en la parte superior de la caja cerrada 30 indicada por una línea gruesa en la figura 1. Además de este mecanismo 11, en la parte superior de la caja 30 también hay un espacio para el equipo secundario 31 (tal como los equipos de seguridad, medida y registro) y un panel de control 32.

La figura 1 muestra una vista de la sección recta la cual solamente muestra una sección de fase de una instalación de conmutación 5. Será claro para las personas expertas en la técnica que las otras dos secciones de fase de la instalación de conmutación 5 están situadas en la dirección perpendicular al plano del dibujo, estando entonces en cada caso el correspondiente carril de la derivación 18 conectado a un carril diferente 15 del sistema de carriles. Las tres secciones de fase forman juntas una unidad funcional llamada también un campo. Por lo tanto, para una instalación de conmutación completa 5 una pluralidad de unidades funcionales pueden colocarse próximas entre sí.

Como consecuencia del disyuntor 12, la varilla de accionamiento 16 y el mecanismo impulsor 11, que están situados en una línea vertical, y de los carriles 15 del sistema de carriles, que están situados en una dirección horizontal, con el desconector 18 extendiéndose en una dirección que es perpendicular a estas dos direcciones, es posible conseguir una estructura muy compacta de la instalación de conmutación 5.

El lado superior del disyuntor 12, su varilla de accionamiento 16, el desconector 14 y su varilla de accionamiento 17 y el carril de la derivación 18, el contacto a tierra 29 y las secciones del carril 15 están rodeados, en la realización ilustrada, por una barrera aislante eléctrica 10 que se usa para separación dieléctrica (o aislamiento) con respecto a las fases contiguas y con respecto a la caja cerrada 30. La barrera aislante eléctrica 10 sirve por lo tanto de barrera aislante eléctrica. Por este motivo la barrera aislante eléctrica 10 está hecha de un material aislante, por ejemplo un plástico aislante.

Si la barrera aislante eléctrica 10 estuviera hecha de un plástico transparente aislante sería posible permitir la inspección visual de la posición del disyuntor 12 y del desconector 14 a través de una ventana de inspección 23, directamente o por medio de la posición de las varillas de accionamiento 16, 17. Esta ventana de inspección 23 puede estar hecha, por ejemplo, realizando un agujero en la caja cerrada 30 en la parte frontal, justo debajo del panel de control 32. Como se muestra en la realización ilustrada en la figura 1 la ventana de inspección 23 puede estar protegida por una ventana transparente adicional 36 que ofrece una protección adicional frente a la posibilidad de que la barrera aislante eléctrica 10 explote y se abra (en la ventana de inspección 23) en el caso de la súbita ocurrencia de una alta presión en el interior de la instalación de conmutación 5. Aunque en la práctica esto puede ocurrir muy raramente, por motivos de seguridad es necesario tener en cuenta la posibilidad de una presión alta resultante de un arco eléctrico interno.

Además de la función dieléctrica antes mencionada y de la función de inspección visual de la barrera aislante eléctrica 10, si se hace una correcta elección del material la barrera aislante eléctrica 10 puede también usarse para diversas funciones mecánicas, por ejemplo para fijar los elementos de la instalación de conmutación 5. Esto se explica más adelante haciendo referencia a las vistas superior y frontal de la barrera aislante eléctrica mostradas en las figuras 2, 3 y 4, que no muestran elemento alguno de la instalación de conmutación 5. La figura 5 muestra una vista de la sección recta a través de la barrera aislante eléctrica 10 con elementos de la instalación de conmutación 5 situados en ella.

La barrera aislante eléctrica 10 propiamente dicha está fijada a la instalación de conmutación 5 en varios puntos. En la parte inferior la barrera aislante eléctrica 10 está provista de una abertura 27 (figuras 1, 2 y 4) que ajusta de forma precisa sobre la sección superior del disyuntor 12, opcionalmente usando un revestimiento protector (caucho) que se ajusta estrechamente (no mostrado), dando como resultado entonces la obtención de un cierre hermético al voltaje. El disyuntor 12 está fijado al bastidor 34 por medio de una pieza moldeada (figura 1) y de este modo forma un soporte sólido de la barrera aislante eléctrica. La ventana de inspección 23 puede tener una forma que constituya un punto de fijación con respecto a la caja cerrada 30. Además, la barrera aislante eléctrica 10 está provista de varios puntos de fijación (por ejemplo orejetas salientes) 28 para fijarla al mecanismo accionador 11 y de varios puntos de fijación 28 para fijar la barrera aislante eléctrica 10 a la caja cerrada 30. Los respectivos componentes están entonces provistos de agujeros o entrantes para recibir los puntos de fijación 28. Además, la barrera aislante eléctrica 10 comprende unas piezas receptoras 40 para los carriles 15 del sistema de carriles. Éstas tienen preferiblemente una forma para recibir los carriles totalmente sobre la anchura de la barrera aislante eléctrica 10 y están provistas de una abertura para fijar los carriles de la derivación 18 a uno de los carriles 15. De acuerdo con el invento, los carriles 15 están fijados en las piezas receptoras 40 con la ayuda de revestimientos protectores de caucho. De esta forma la fijación, además de ser mecánica, obtiene a la vez una acción de hermeticidad al voltaje en el lugar de la abertura para la conexión de los carriles de las derivaciones 18. Después de haber ensamblado varias barreras aislantes eléctricas 10 para formar una unidad funcional en la instalación de conmutación 5 los carriles 15, que se extienden sobre una pluralidad de alojamientos 10 del desconector, son también responsables de la fijación, de la colocación y del acoplamiento mecánico de las barreras aislantes eléctricas en el interior de dicha unidad funcional.

Por otra parte, la barrera aislante eléctrica 10 está provista de diversas medidas mecánicas para los elementos de guía y/o de fijación de la instalación de conmutación 5. La más importante de éstas se refiere al accionamiento del desconector 14. Este último puede estar en una posición cerrada, en la que existe una conexión eléctrica entre la conexión superior del disyuntor 12 y los carriles de la derivación 18. En la parte del disyuntor 12 el desconector 14 puede rotar alrededor de un punto pivote 26 (véase la figura 1), accionado por una varilla de accionamiento 17. Para proporcionar un buen guiado al desconector 14 este último está provisto de dos pernos de guía 20 que son perpendiculares al desconector 14 y que están guiados por dos ranuras curvas 21 (figura 5) que están situadas en la parte interior de la barrera aislante eléctrica 10. Por supuesto, como alternativa a las ranuras 21 también es posible utilizar nervios verticales en combinación con hendiduras que interactúen con ellas en el desconector. Como consecuencia, el hecho de que el guiado esté provisto en la dirección del movimiento y en la dirección perpendicular al movimiento significa que está claramente definido mecánicamente un camino para el extremo del desconector 14 entre el carril de la derivación 18 y el contacto a tierra 29.

El carril de la derivación 18 está también fijado a la barrera aislante eléctrica 10. Dependiendo de la disposición de conmutación de la instalación de conmutación 5 el carril de la derivación 18 tiene que ser conectado eléctricamente a una de los carriles 15. En la realización mostrada esto se efectúa por medio de dos piezas de plástico 19 (figura 5) que fijan el carril de la derivación 18. Las piezas de plástico 19 están fijadas a la barrera aislante eléctrica 10 mediante una conexión de tapa de ajuste formada por dos entrantes 41 en los dos lados interiores de la barrera aislante eléctrica 10 (véanse las figuras 2 y 3).

En el lado interior de la barrera aislante eléctrica 10 están también montadas dos pantallas 22 de control de campo en forma de disco (figura 5) en uno u otro lado de y en el lugar del contacto interrumpible entre el desconector 14 y el carril de la derivación 18. La pantalla 22 en forma de disco comprende un disco metálico situado en un soporte hecho de material aislante, siendo necesario para al menos parte de ese lado del disco metálico que está enfrente del desconector 14 y del carril de la derivación 18 que permanezca sin cubrir, con el resultado de que este disco puede permanecer en el mismo potencial que el carril de la derivación 18 con el fin del accionamiento del control de campo. El soporte está fijado en la posición correcta, por ejemplo en una ranura 42 en la barrera aislante eléctrica 10. Las pantallas 22 son responsables del control del campo eléctrico y del apantallamiento de las piezas conductoras con respecto a las piezas de fase contiguas de la instalación de conmutación 5 y con respecto al desconector 14 posiblemente abierto. A veces habrá un alto voltaje en las piezas conductoras en este lugar y a veces no habrá voltaje o potencial de tierra. Las pantallas 22 significan que existe una pantalla de control de campo suficiente con respecto a las piezas de fase contiguas de la instalación de conmutación 5 y con respecto al desconector 14 posiblemente
abierto.

Una pantalla de voltaje adicional 25 de control de campo está situada en el lugar de la conexión de las varillas de accionamiento 16, 17 con el disyuntor 12 y el desconector 14, respectivamente. En la figura 2 se puede ver que la barrera aislante eléctrica 10 tiene unos medios de fijación 43 en el lado superior del lugar en el que está situado el disyuntor 12 en el estado ensamblado. Los medios de fijación 43 tienen la forma de un borde elevado y rodean una abertura 44 (véase la figura 3) a través de la cual sobresalen en funcionamiento la conexión superior del disyuntor 12 y la varilla de accionamiento 16. La pantalla de voltaje adicional 25 de control de campo puede ser fijada a los medios de fijación 43. En este caso también se pueden producir unas considerables variaciones de voltaje, por ejemplo como consecuencia de un desconector abierto, lo que requiere un apantallamiento adicional.

Por encima del carril de la derivación 18 hay una pantalla de voltaje 37, la cual está fijada en los entrantes 41 en el lado interior de la barrera aislante eléctrica 10. La pantalla de voltaje 37 está hecha de un material con unas buenas propiedades aislantes eléctricas y, por tener una forma apropiada, puede alargar el camino de contorneo de los electrones libres pasada la superficie de aislamiento y puede guiar estos electrones de tal forma que finalmente queden atrapados en el espacio libre entre los medios de control de campo. Por otra parte, una forma apropiada también permite que la función de apantallamiento de voltaje del invento sea combinada con varias funciones mecánicas tal como la de retener el carril de la derivación y los medios de control de campo 22 en una posición fija y de alojar un contacto de un muelle conductor eléctrico entre la pieza metálica de los medios 22 de control de campo y el carril de la derivación 18. Las piezas de plástico 19 a su vez fijan la pantalla de voltaje 37 en posición en la barrera aislante eléctrica 10.

Las pantallas de voltaje 25 y 22 de control de campo aseguran una buena distribución del campo dentro de la barrera aislante eléctrica 10, de forma que la instalación puede tener un diseño compacto. Las barreras de voltaje 22 y 25 de control de campo comprenden preferiblemente una pieza metálica rodeada por una capa aislante. La capa aislante hace posible que dichas pantallas de voltaje de control de campo estén situadas más cerca unas de otras, lo que supone una contribución adicional a que el diseño sea lo más compacto posible.

La barrera aislante eléctrica 10 puede desempeñar además una función adicional al estar provista de unas aberturas 24 en el lado cercano a los carriles 15 y en el lado superior en la conexión con el mecanismo accionador 11. Estas aberturas permiten que se forme un flujo de aire a través de la barrera aislante eléctrica 10, el cual disipa el calor que se genera en la barrera aislante eléctrica 10 como consecuencia de la corriente eléctrica que pasa a través de los conductores eléctricos (tales como el disyuntor 12 y el desconector 14). Obviamente, las aberturas 24 deberían estar situadas de tal forma que no tuvieran efecto adverso alguno sobre la calidad dieléctrica de la barrera aislante eléctrica. Cualquier fallo o cortocircuito dentro de la barrera aislante 10 o entre las fases es absorbida por la caja cerrada 30, y por lo tanto no existe peligro para el personal que trabaja en el lado operativo de la instalación de conmutación 5.

El presente invento ha sido ilustrado sobre la base de las realizaciones (simplificadas) ilustradas en las figuras. Resultará claro para las personas expertas en la técnica que numerosas variaciones y modificaciones son posibles dentro de la idea del presente invento.

Por ejemplo, en las figuras la barrera aislante eléctrica se muestra con un lado superior abierto. Esto no es un problema si la distancia entre las piezas que tienen voltaje en la barrera aislante eléctrica y este lado superior es suficientemente grande para impedir un arco eléctrico. Si se desea, por ejemplo, para aumentar aún más la compacidad y por lo tanto reducir la distancia, la barrera aislante eléctrica de acuerdo con el invento puede estar provista de una placa de cerramiento aislante eléctrica en el lado superior. Con el fin de que además sea posible hacer una conexión con un contacto a tierra en el lado superior puede estar provista de una caperuza de apantallamiento que puede cerrarse.

Se considera que estas variaciones y modificaciones se encuentran dentro del alcance de la protección del presente invento tal como está definido en las reivindicaciones anejas.

Claims (15)

1. Una instalación de conmutación (5) que comprende un disyuntor (12) que está conectado a una conexión de cable (33), y opcionalmente un desconector (14) para establecer o interrumpir una conexión de conducción entre la conexión de cable (33) y un sistema de carriles (15), y una barrera aislante eléctrica (10) para apantallar un elemento de la instalación de conmutación (5) que está en voltaje en funcionamiento, en la que la barrera aislante eléctrica (10) rodea al menos las piezas que están en voltaje eléctrico en funcionamiento del disyuntor (12) al sistema de carriles (15), que incluye una derivación (18) que conduce a un carril (15) del sistema de carriles, independientemente para cada fase de la instalación de conmutación (5), y también los miembros de accionamiento (16, 17) del disyuntor (12) y el desconector adicional (14), caracterizada porque

la barrera aislante eléctrica (10) está diseñada para fijar la derivación (18) a uno de los carriles (15) del sistema de carriles en una posición fija, estando un lado de la derivación (18) diseñado para establecer un contacto interrumpible con un extremo del desconector (14) que está alejado del disyuntor (12), y porque

la barrera aislante eléctrica (10) comprende medios de fijación (41) en el lado interior para recibir medios de hermeticidad al voltaje y/o de control de campo (37) en el lugar de la derivación (18), estando también diseñados los medios de fijación (41) para recibir unas secciones (19) de soporte de aislamiento para fijar la derivación (18) en una posición fija y para retener los medios de hermeticidad de voltaje y/o de control de campo (37).

2. La instalación de conmutación reivindicada en la reivindicación 1, en la que las piezas entre el disyuntor (12) y el sistema de carriles que incluye el disyuntor (12) y la derivación (18), que están situadas en la barrera (10) y que están en voltaje están provistas de medios de control de campo y/o de medios de hermeticidad al voltaje (22, 25, 37) en los lugares en los que se producen las diferencias de potencial más altas con una alta densidad de intensidad de campo asociada y/o en los lugares en los que la distancia entre las piezas con una alta diferencia de potencial es tal que pueden producirse arcos eléctricos.

3. La instalación de conmutación reivindicada en la reivindicación 2, en la que los medios de control de campo y/o los medios de hermeticidad al voltaje (22, 25, 37) están situados en el lugar en el que el miembro de accionamiento (16) está fijado al disyuntor (12), en el lugar de una conexión entre el disyuntor (12) y el desconector (14), en el lugar en el que el miembro accionador (17) está fijado al desconector (14), en el lugar de una conexión interrumpible entre el desconector (14) y la derivación (18), en el lugar de una conexión del disyuntor (12) con la barrera aislante eléctrica (10) y/o en el lugar de la derivación (18) que conduce al carril (15).

4. La instalación de conmutación reivindicada en la reivindicación 2 ó 3, en la que los medios de control de campo y/o los medios de hermeticidad al voltaje (22, 25, 37) están provistos de una capa exterior aislante eléctrica.

5. La instalación de conmutación reivindicada en una de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la barrera aislante eléctrica (10) está realizada como una unidad completa.

6. La instalación de conmutación reivindicada en una de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el material usado para la barrera aislante eléctrica es ópticamente transparente.

7. La instalación de conmutación reivindicada en una de las reivindicaciones 1 a 6, en la que la forma de la barrera aislante eléctrica (10) para fijar al disyuntor (12) es tal que existe un ajuste apretado para fijar la barrera aislante eléctrica (10) al disyuntor (12).

8. La instalación de conmutación reivindicada en la reivindicación 7, en la que el disyuntor (12) y la barrera aislante eléctrica (10) están fijados entre sí con la ayuda de un revestimiento protector flexible.

9. La instalación de conmutación reivindicada en una de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la barrera aislante eléctrica (10) está provista de medios de fijación (28) en uno o más lados.

10. La instalación de conmutación reivindicada en una de las reivindicaciones 1 a 9, en la que la barrera aislante eléctrica (10) está diseñada para fijar los carriles (15) del sistema de carriles en una posición fija, estando la barrera aislante eléctrica (10) provista de casquillos (40) que rodean apretadamente los carriles, y estando dispuesta para cada fase una abertura de conexión para establecer la conexión eléctrica con la derivación (18).

11. La instalación de conmutación reivindicada en la reivindicación 10, en la que el casquillo (40) está provisto, al menos en el lugar de la abertura de conexión para establecer conexión eléctrica con la derivación (18), de un revestimiento protector de caucho por medio del cual el carril (15) está fijado en el casquillo (40) de tal modo que forma una junta hermética con respecto a los voltajes eléctricos y a las tensiones mecánicas.

12. La instalación de conmutación reivindicada en una de las reivindicaciones 1 a 11, en la que la barrera aislante eléctrica (10) está también provista de al menos una abertura (24) para intercambiar aire con los alrededores.

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13. La instalación de conmutación reivindicada en una de las reivindicaciones 1 a 12, en la que el disyuntor (12), su miembro accionador (16) y un mecanismo accionador (11) del disyuntor (12) están situados en línea recta en una primera dirección, y los carriles (15) del sistema de carriles se extienden en una segunda dirección que es sustancialmente perpendicular a la primera dirección.

14. La instalación de conmutación reivindicada en la reivindicación 13, en la que el desconector (14) entre el disyuntor (12) y los carriles (15), en el estado cerrado, se extiende en una tercera dirección que es sustancialmente perpendicular a las direcciones primera y segunda, en cuyo caso es posible que el desconector (14) sea conmutado a un estado abierto al ser rotado.

15. La instalación de conmutación reivindicada en una de las reivindicaciones 1 a 14, en la que la barrera aislante eléctrica (10) está diseñada para guiar el desconector (14) entre una primera posición, en la que el desconector (14) establece contacto con el carril de la derivación (18), una segunda posición en la que el desconector (14) no realiza contacto alguno con el carril de la derivación (18), y opcionalmente una tercera posición en la que el desconector (14) establece contacto con un contacto a tierra (29).