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