ES2351204T3 - Disyuntor de circuito al aire. - Google Patents

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Abstract

Un interruptor de apertura de circuito al aire que comprende: unos miembros de contacto multi-polo que incluyen un elemento de contacto estacionario (9a) y un elemento de contacto móvil (6a); un conductor flexible (7) dispuesto en una configuración flexible esencialmente en una U en la dirección de apertura y cierre para permitir los movimientos de apertura y cierre del contacto del miembro de contacto móvil (6) que tiene un elemento de contacto móvil (6a); y un eje de pivote para una acción de palanca para convertir una fuerza electromagnética debida a la corriente que circula a través de dicho conductor flexible (7) en la dirección de extensión de la forma de U de dicho conductor flexible (7) en una fuerza de presión sobre dicho miembro de contacto móvil (6), caracterizado porque están dispuestas una pluralidad de placas magnéticas (13) entre cada par de polos adyacentes y con la cara lateral de la forma en U de dicho conductor flexible (7) para potenciar la fuerza electromagnética, estando dispuestas dichas placas magnéticas (13) en paralelo y teniendo una separación magnética de aire (13a) definida entre las mismas.

Description

CAMPO TECNICO
Esta invención trata de un interruptor de apertura de circuito al aire para interrumpir una sobre-intensidad y, en particular, de un interruptor de apertura de circuito al aire de múltiples polos para asegurar una capacidad de corriente de transporte corta en la parte del elemento de contacto.
TECNICA ANTERIOR
La Figura 5 es una vista en corte lateral de la parte principal de un interruptor de apertura de circuito al aire convencional de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 que está descrito en la Patente Abierta Japonesa nº 6089650, la Figura 6 es una vista en perspectiva de la parte principal de la parte del contacto separable del interruptor de apertura de circuito al aire convencional, y la Figura 7 es una vista que ilustra los elementos magnéticos dispuestos alrededor de la parte del contacto separable de un interruptor de apertura de circuito al aire convencional.
En las Figuras, 1 es una carcasa exterior del interruptor de circuito de apertura al aire y 2 es un mecanismo de operación bien conocido que incluye una unión de palanca. En tal interruptor de apertura de circuito al aire, se requiere una gran fuerza de cierre, de manera que se consigue el cierre mediante la fuerza de un muelle acumulada en un muelle de cierre 2d mediante un trinquete 2b y una leva excéntrica 2c movida mediante una palanca de carga 2a o mediante un motor no mostrado.
A una unión inferior 2e del mecanismo de operación 2, está unido un brazo de contacto 4 mediante un pasador de conexión 3, y el brazo de contacto 4 está soportado de manera que se puede pivotar mediante un pasador del brazo de contacto 5. 6 es un miembro de contacto móvil que tiene un elemento de contacto móvil 6a fijado en un extremo y un conductor flexible 7 hecho de una placa conductora fina conectado al otro extremo. El otro extremo del conductor flexible 7 está conectado al terminal inferior 8 y el conductor flexible 7 está conformado y dispuesto en una forma esencialmente de U desde la posición de conectado hasta el terminal inferior 8. El miembro de contacto móvil 6 está soportado de manera rotativa mediante un pasador del miembro de contacto móvil 6c introducido en un orificio de soporte 6b dispuesto en la parte central del miembro de contacto móvil 6 y un orificio de soporte en el brazo de contacto 4. 9 es un terminal superior que tiene en uno de sus extremos un elemento de contacto estacionario 9a con el que contacta el elemento de contacto móvil 6a. 10 es un muelle de presión de contacto para forzar al conductor flexible 7 en su parte de conexión con el miembro de contacto móvil 6 hacia la dirección en la que la forma de U del conductor flexible 7 se expande. Esta fuerza de empuje actúa sobre el miembro de contacto móvil 6 en la dirección de las agujas del reloj según la Figura alrededor del eje de giro de la palanca del pasador del miembro de contacto móvil 6c como presión de contacto del elemento de contacto móvil 6a contra el elemento de contacto estacionario 9a. 11 es un extintor del arco para apagar el arco que se genera a través de los contactos separados durante la interrupción de corriente. 12 son placas magnéticas dispuestas entre cada polo de fase. Estas palcas magnéticas 12 están dispuestas para cubrir la parte lateral de la forma en U del conductor flexible 7 y actúan como una vía magnética para aumentar la fuerza electromagnética para suprimir la flotación del elemento de contacto móvil 6a bajo la circulación de una sobreintensidad que será descrita más adelante.
La descripción será hecha a continuación como la operación en la que el miembro de contacto se mantiene contra la flotación hasta la corriente de fallo en el interruptor de apertura de circuito al aire convencional. Cuando una corriente de defecto excesivamente grande circula a través del interruptor de apertura de circuito al aire, el elemento de contacto móvil 6a que normalmente se mantiene sobre el elemento de contacto estacionario 9a por el muelle de presión de contacto 10 tiende a separarse debido a una fuerza electromagnética. Esta corriente excesiva circula a través del conductor flexible 7, y una fuerza electromagnética actúa sobre el conductor flexible 7 en la dirección de extenderlo, de manera que el contacto móvil no se separe y no se produzca ninguna generación de arco incluso cuando la corriente excesiva circula a través del conductor flexible en forma de U, incrementando de esta manera la capacidad de llevar corriente en tiempos cortos.
Sin embargo, una corriente de defecto excesiva contra el cortocircuito de la carga a ser interrumpida mediante el interruptor de apertura de circuito al aire es una corriente alterna trifásica que fluye simultáneamente a través de tres polos. Por lo tanto, tres flujos magnéticos con un desplazamiento de fase de 120 grados atraviesan las placas magnéticas 12 dispuestas entre las fases. Por lo tanto, cuando la corriente de interrupción es grande, la placa magnética 12 se satura magnéticamente en el área de la misma fase que el polo de corriente adyacente y el flujo magnético es superado en las áreas de las fases opuestas, de manera que la fuerza electromagnética (fuerza depresora del contacto) para expandir el conductor flexible de forma de U 7 no se incrementa en comparación con el incremento de la corriente y las fuerzas de repulsión electromagnéticas entre el elemento de contacto estacionario 9a y el elemento de contacto móvil 6a se hace mayor, tendiendo a la flotación del elemento de contacto. Incluso cuando el grosor de las palcas magnéticas 12 se incrementa, no se puede obtener un efecto de prevención de la flotación del contacto como el que se espera.
Además, debido a que las placas magnéticas 12 están dispuestas únicamente alrededor del conductor flexible 7, el contacto móvil 6 está sujeto al efecto del campo magnético del polo adyacente que, junto con la corriente que circula a través del mismo, genera una fuerza electromagnética lateral. Esta fuerza lateral mueve el elemento de contacto móvil 6a en una dirección lateral que provoca un arco eléctrico que se genera a través del elemento de contacto móvil 6a y del elemento de contacto estacionario 9a y genera daños en las superficies de contacto, con el resultado de una capacidad de soportar corriente durante cortos períodos no tan alta.
Esta invención ha sido hecha al objeto de solventar los problemas descritos anteriormente y tiene como su objeto proveer de un interruptor de apertura de circuito al aire en el que se evite la separación del elemento de contacto estacionario 9a y del elemento de contacto móvil 6a y se evite el movimiento lateral para suprimir los arcos en la superficie de contacto, proporcionando de esta manera una capacidad de soportar corriente de corta duración mayor.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
Un interruptor de apertura de circuito al aire de acuerdo con la reivindicación 1 incluye un conductor flexible dispuesto en una configuración aproximadamente con forma de U flexible en la dirección de apretura y cierre para permitir los movimiento de apertura y cierre del contacto del miembro de contacto móvil que tiene el elemento de contacto móvil, un eje de pivote de una acción de palanca para convertir una fuerza electromagnética debida a una corriente que circula a través del conductor flexible en la dirección de expansión de la forma en U del conductor flexible en una fuerza de presión sobre el miembro de contacto móvil, y una pluralidad de placas magnéticas dispuestas entre cada par de polos adyacentes y con su cara lateral enfrentada a la forma en U del conductor flexible para aumentar la fuerza electromagnética, estando las palcas magnéticas dispuestas en paralelo y teniendo una separación de aire magnética definida entre las mismas.
Además, las placas magnéticas están dispuestas para extenderse hasta un espacio definido entre los elementos de contacto de cada polo.
Además, se provee una carcasa de una resina aislante que define una carcasa exterior del interruptor de apertura de circuito al aire con una pared de separación entre las fases para aislar los elementos de contacto de cada polo, y la pared de separación entre fases ha formado entre las misma ranuras de inserción, con una separación de aire correspondiente a la separación de aire magnética, en la que se insertan las placas magnéticas.
Además, la pared de separación entre fases tiene ranuras de inserción separadas para las placas magnéticas dispuestas en los laterales de la forma en U del conductor flexible y una placa de pantalla magnética para la parte del contacto separable que incluye el miembro de contacto móvil.
Además, las palcas magnéticas y cada una de las placas de pantalla magnética incluyen un laminado de placas magnéticas finas.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La invención presente resultará más clara a partir de la descripción de tallada que sigue de realizaciones preferidas de la invención presente leída en conjunción con los dibujos que se acompañan, en los que:
la Figura 1 es una vista en sección lateral de la parte principal del interruptor de apretura de circuito al aire de la primera realización de la invención presente; la Figura 2 es una vista que ilustra la disposición de montaje de las placas magnéticas en la carcasa de acuerdo con la primera realización; la Figura 3 es una vista que muestra la disposición de las placas magnéticas colocadas alrededor de la parte del contacto separable de la segunda realización de la invención presente; la Figura 4 es una vista que muestra la disposición de las palcas magnéticas y de las pantallas de acuerdo con una tercera realización de la invención presente; la Figura 5 es una vista en corte lateral de la parte principal de un interruptor de apertura de circuito al aire convencional; la Figura 6 es una vista en perspectiva de la parte principal de la parte del contacto separable de un interruptor de apertura de circuito al aire convencional; y la Figura 7 es una vista que muestra la disposición de los miembros magnéticos colocado alrededor de la parte del contacto separable de un interruptor de apertura de circuito al aire convencional.
MANERA OPTIMA DE IMPLEMENTAR LA INVENCION
Realización 1
La Figura 1 es una vista en corte lateral de la parte principal de un interruptor de apertura de circuito al aire de la primera realización de la invención presente, y la Figura 2 es una vista que ilustra la disposición de montaje de las placas magnéticas en la carcasa de acuerdo con la primera realización.
En las Figuras 1 – 11 son componentes similares a aquellos ya descrito para el dispositivo convencional, de manera que su explicación será omitida. 13 son las placas magnéticas, que están dispuestas en la parte lateral de la forma en U del conductor flexible 7.
Estas placas magnéticas 13 están dispuestas entre cada polo de la parte del contacto multi-polo, y está provista una separación magnética de aire 13a entre las placas magnéticas.
Las placas magnéticas 13 se mantienen en posiciones predeterminadas insertándolas en las ranura de inserción 1b formadas en la pared de separación entre las fases 1a de la base en forma de caja hecha de un material de resina aislante que es parte de la carcasa exterior 1 del interruptor de apertura de circuito al aire que se ilustra en la Figura 2. Las ranuras de inserción 1b están dispuestas en paralelo entre sí con una separación magnética de aire 13a definida en la parte central de la pared de separación entre las fases 1a hecha de un material de resina aislante que es el material para la base, de manera que la pluralidad de placas magnéticas 13 estén montadas en paralelo con una separación magnética de aire 13a entre ellas.
En el interruptor de apertura de circuito al aire que tiene tal estructura, gracias a que la saturación magnética y la cancelación de flujo magnético entre el flujo magnético producido por la corriente en un polo en particular y el flujo magnético producido por la corriente en el polo adyacente son mitigadas por la pluralidad de placas magnéticas 13 incluso cuando la corriente tiene diferentes fases entre los polos, de manera que la fuerza electromagnética (fuerza depresora de contacto) para extender la forma en U del conductor flexible 7 puede ser incrementada fácilmente en proporción a la intensidad de la corriente, permitiendo la separación de los contactos debido a la fuerza de repulsión electromagnética entre los contactos que se van a abrir.
Por lo tanto, la separación de la flotación del contacto cuando se produce una corriente excesiva puede ser prevenida y se puede incrementar la capacidad de soportar corriente durante cortos períodos.
Realización 2
La Figura 3 es una vista que muestra la disposición de las placas magnéticas colocadas alrededor de la parte del contacto separable de la segunda realización de la invención presente. En la Figura, 1 y 6 – 9 son los componentes similares a aquellos descritos en la primera realización. 14 es una pluralidad de placas magnéticas. En la segunda realización, cada una de las placas magnéticas 14 está hecha alargándose hasta la parte lateral de los contactos separables desde la parte lateral de la forma de U del conductor flexible 7. La pluralidad de placas magnéticas 14 está montadas en su lugar insertadas en las ranuras de inserción paralelas (sin referencia numérica asignada en la Figura) que tienen una separación magnética de aire 13a interpuesta entre las mismas y dispuesta en la pared de división entre fases 1a.
Así, proporcionando las placas magnéticas extendidas 14 hasta la parte lateral de los contactos separables incluyendo el miembro de contacto móvil 6, las placas magnéticas 14 apantallan el flujo magnético debido a la corriente en el polo adyacente, de manera que el movimiento lateral de los miembros de contacto móvil 6 debido a la fuerza electromagnética generada por la corriente que circula a través del miembro de contacto en sí mismo y el flujo magnético procedente del polo adyacente puede ser evitado.
Por lo tanto, además de prevenir la separación de la flotación del contacto debido al incremento de la fuerza electromagnética (fuerza de depresión del contacto) para extender la forma de U del conductor flexible 7 tal como se explica en la primera realización, el desplazamiento lateral del miembro de contacto móvil 6 puede ser disminuida y la capacidad para soportar corriente en cortos períodos puede ser incrementada aún más.
Realización 3
La Figura 4 es una vista que muestra la disposición de las placas magnéticas y de las pantallas de acuerdo con la tercera realización de la invención presente.
La Figura 4 es una vista que muestra la disposición de las placas magnéticas y de las pantallas de acuerdo con una tercera realización de la invención presente. En la Figura, 1, 6 – 9 y 13 son los componentes similares a aquellos de la primera realización descrita anteriormente. 15 son placas de pantalla magnética, que están dispuestas entre cada fase de polo en la parte lateral del miembro de contacto móvil 6 y de la parte separada de contacto del elemento de contacto móvil 6a y del elemento de contacto estacionario 9a. Las partes de refuerzo 1c están provistas entre las placas magnéticas 13 y las placas de pantalla
15.
En la segunda realización, la pared de separación entre fases 1a está provista con ranuras alargadas que se extienden entra las partes laterales de la forma de U del conductor flexible 7 y la parte lateral de la parte de separación del contacto, en la que las placas magnéticas 14 están insertadas y se mantienen en su lugar. Por ello, la pared lateral de las ranuras de inserción puede tener fracturas debido a la gran fuerza electromagnética que actúa sobre las placas magnéticas 14. Hacer la pared de separación entre fases 1a más gruesa para evitar que se creen las fracturas no es deseable porque aumenta el volumen del interruptor de apertura de circuito al aire. Bajo estas circunstancias, se ha hecho una disposición de manera que las placas magnéticas 13 y las placas de pantalla 15 están divididas de manera que tengan funciones de proporcionar un camino magnético y una pantalla magnética contra el polo adyacente, respectivamente, de manera que la interrupción de la corriente se consiga sin disminución de la capacidad de soportar corriente en períodos cortos, y que las paredes de separación entre fases 1a tengan el mismo grosor que antes y que las ranuras de inserción para las placas magnéticas 13 y para las placas de pantalla 15 sean hechas independientemente unas de las otras con la parte de refuerzo 1c entra las mismas, de manera que se prevea la formación de fracturas en las paredes de separación entre fases 1a. La carcasa 1 puede ser moldeada íntegramente con las paredes de separación entre fases 1a con una resina aislante eléctricamente en moldes de fundición. Cuando la carcasa 1 va a ser extraída de los moldes, la parte de refuerzo 1c descrita anteriormente puede ser utilizada efectivamente como la posición en la que la aguja de eyección entra en contacto con la pieza.
Aunque las placas de pantalla magnética 15 han sido descritas anteriormente como una pluralidad de placas que tienen una separación magnética de aire 13a entre las mismas, a la vista de mantener la resistencia de las paredes de separación entre fases 1a, la disposición puede ser tal que las placas magnéticas 13 comprendan una pluralidad de placas pero las placas de pantalla magnética 15 comprendan una sola placa.
Realización 4
Cuando las placas, magnéticas 13 y 14 así como las placas de pantalla magnética 15 están dispuestas para tener una pluralidad de placas con separaciones magnéticas de aire 13a entre las mismas, mientras que el efecto sobre el polo adyacente puede ser eliminado, la corriente inducida debida a la circulación del flujo magnético en el mismo polo es mayor que la generada cuando se utiliza una placa magnética simple y una placa de pantalla simple sin ninguna separación magnética de aire, y la generación de calor en las placas magnéticas 13 y 14 y en la placa de pantalla 15 debida a las pérdidas de corriente inducida con un rango de corriente considerado normal es una razón de la pérdida de energía y del incremento de temperatura en el interruptor de apertura de circuito al aire.
Para resolver esto, las placas magnéticas 13 y 14 así como las placas de pantalla magnética 15 pueden ser hechas laminando placas magnéticas finas que tienen un tratamiento de aislamiento débil sobre la superficie, de manera que las pérdidas por corriente inducida puedan ser reducidas para suprimir la generación de calor.
APLICACIÓN INDUSTRIAL
Tal como ha sido descrito, en el interruptor de apretura de circuito al aire que tiene tal estructura, debido a que la saturación magnética y a la cancelación del flujo magnético entre el flujo magnético originado por la corriente n un polo en particular y el flujo magnético originado por la corriente en el polo adyacente disminuyen mediante una pluralidad de palcas magnéticas 13 incluso cuando al corriente tiene diferencias de fase entre los polos, de manera que las fuerzas electromagnéticas (fuerza depresora del contacto) para extender la forma en U del conductor flexible 7 se incrementa en proporción a la intensidad de la corriente, permitiendo la separación de los contacto debida a la fuerza de repulsión electromagnética entre los contactos que se van a suprimir. Además, las placas magnéticas extendidas 14 dispuestas entre los polos en las partes de apertura y cierre del contacto del elemento de contacto móvil 6a y del elemento de contacto estacionario 9a apantalla
5 el flujo magnético debido a la corriente en el polo adyacente, de manera que el movimiento lateral en el miembro de contacto móvil 6 debido a la fuerza electromagnética generada por la corriente que circula a través del miembro de contacto en sí mismo y el flujo magnético procedente del polo adyacente se puede prevenir.
10 Por tanto, la separación de la flotación y el movimiento lateral del contacto frente a una corriente excesiva se pueden prevenir y se puede incrementar la capacidad de soportar corriente durante cortos períodos.
15

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Un interruptor de apertura de circuito al aire que comprende:
    unos miembros de contacto multi-polo que incluyen un elemento de contacto estacionario (9a) y un elemento de contacto móvil (6a); un conductor flexible (7) dispuesto en una configuración flexible esencialmente en una U en la dirección de apertura y cierre para permitir los movimientos de apertura y cierre del contacto del miembro de contacto móvil
    (6) que tiene un elemento de contacto móvil (6a); y un eje de pivote para una acción de palanca para convertir una fuerza electromagnética debida a la corriente que circula a través de dicho conductor flexible (7) en la dirección de extensión de la forma de U de dicho conductor flexible (7) en una fuerza de presión sobre dicho miembro de contacto móvil (6), caracterizado porque están dispuestas una pluralidad de placas magnéticas (13) entre cada par de polos adyacentes y con la cara lateral de la forma en U de dicho conductor flexible (7) para potenciar la fuerza electromagnética, estando dispuestas dichas placas magnéticas (13) en paralelo y teniendo una separación magnética de aire (13a) definida entre las mismas.
  2. 2.-Un interruptor de apertura de circuito al aire como el reivindicado en la reivindicación 1, caracterizado porque dichas placas magnéticas (13) se extienden hasta un espacio definido entre los elementos de contacto en cada polo.
  3. 3.-Un interruptor de apertura de circuito al aire como el reivindicado en las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque una carcasa (1) de una resina aislante que define un recubrimiento exterior del interruptor de apertura de circuito al aire está provista con una pared de separación entre las fases (1a) para aislar los elementos de contacto de cada polo, y porque dicha pared de separación entre fases (1a) tiene formadas en la misma unas ranuras de inserción (1b), con una separación de aire correspondiente a la separación magnética de aire (13a), en las que se insertan las palcas magnéticas (13).
  4. 4.-Un interruptor de apertura de circuito al aire como el reivindicado en las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque dicha pared de separación entre fases (1a) tiene unas ranuras de inserción separadas (1b) para las placas magnéticas
    (13) dispuestas en los laterales de la forma de U de dicho conductor flexible (7) y
    5 una placa de pantalla magnética (15) para la parte del contacto separable que incluye el miembro de contacto móvil (6).
  5. 5.-Un interruptor de apertura de circuito al aire como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dichas placas 10 magnéticas (13) y cada una de dichas placas de pantalla magnética (15)
    comprende una laminación de placas magnéticas finas.
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