ES2870546T3 - Sistema de accionamiento para aparato eléctrico interruptor - Google Patents

Abstract

Sistema de accionamiento (1) de contactos para un aparato eléctrico interruptor, comprendiendo el sistema de accionamiento un eje de armado (5), un resorte de cierre y un resorte de apertura que coopera con el eje de armado (5), así como una paleta de mando (30) accionada por el eje de armado (5) y un accionador de apertura (10) que permite, cuando el resorte de apertura esté armado, controlar la liberación del resorte de apertura, estando el sistema de accionamiento caracterizado porque comprende también un elemento de selección (20), que puede ser situado: - bien en una posición denominada activa en la que acopla mecánicamente la paleta de armado (30) con una manivela de cierre (40) del sistema de accionamiento, de modo que, en cuanto el resorte de cierre esté armado, la paleta de armado (30) provoca la liberación del resorte de cierre por medio de la manivela de cierre (40), - bien en una posición denominada inactiva en la que la manivela de cierre (40) se desacopla de la paleta de armado (30).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de accionamiento para aparato eléctrico interruptor

Ámbito técnico de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de accionamiento destinado a conmutar un aparato eléctrico interruptor entre un estado llamado abierto en el que están abiertos los contactos principales del aparato interruptor y un estado llamado cerrado en el que los contactos principales del aparato interruptor están cerrados. En el presente documento, el término aparato eléctrico interruptor designa indistintamente diferentes tipos de aparatos eléctricos como un interruptor, un disyuntor, un contactor, un interruptor de fusible, un dispositivo de rearme.

La invención es especialmente apropiada para los aparatos de alta tensión. En el presente documento, el término "alta tensión" abarca el ámbito de la tensión media y de la alta tensión, es decir, los aparatos que trabajan bajo una tensión de alimentación eléctrica superior a 1000V. La invención se refiere también a un aparato eléctrico interruptor que comprende dicho sistema de accionamiento.

Estado de la técnica

El documento EP-2204828A1 describe, por ejemplo, un interruptor eléctrico que incluye un mecanismo de armado de doble enganche con dos resortes en espiral montados en un mismo eje de armado. Tales mecanismos de armado de enganche permiten acumular suficiente energía en los resortes para poder, una vez armado el mecanismo, arrastrar el eje de armado con el fin de efectuar una maniobra de cierre de los contactos del dispositivo de interrupción, es decir, pasar del estado abierto al estado cerrado, a continuación, una maniobra de reapertura de los contactos del dispositivo de interrupción, si fuere necesario, es decir, volver del estado cerrado al estado abierto. El documento WO2010015597 describe un sistema de accionamiento de contactos para un aparato eléctrico interruptor según el preámbulo de la reivindicación 1 y describe también otro ejemplo de un aparato eléctrico interruptor que comprende un mecanismo de armado de doble enganche.

Existen mecanismos que se denominan de enganche simple y mecanismos de doble enganche. En un mecanismo de simple enganche se arma el mecanismo (es decir, se acumula energía en los dos resortes) y, una vez armado, el mecanismo hace pasar directamente el interruptor del estado abierto al estado cerrado mediante la liberación de uno de los dos resortes, denominado resorte de cierre (es decir, liberando energía del resorte de cierre). A continuación, deberá accionarse un accionador (enganche) para rehacer el interruptor al estado abierto liberando el otro resorte, llamado resorte de apertura (es decir, liberando la energía del resorte de apertura).

En un mecanismo de doble enganche, una vez que el mecanismo esté armado, será necesario actuar sobre un primer accionador para hacer pasar el aparato interruptor del estado abierto al estado cerrado, liberando la energía del resorte de cierre. Luego, hay que actuar sobre un segundo accionador para volver a pasar el interruptor al estado abierto, liberando la energía del resorte de cierre.

Cada uno de estos dos tipos de mecanismo tiene un interés en función de las aplicaciones en las que se utiliza el interruptor. El mecanismo de enganche simple tiene la ventaja de ser más simple. Por el contrario, el mecanismo de doble enganche se utiliza preferentemente en una aplicación llamada Normal-Emergencia, en la que se utiliza una combinación de dos interruptores para conmutar entre dos fuentes de alimentación. El mecanismo de doble enganche permite pasar la red de alimentación eléctrica entre una fuente principal de alimentación y una fuente auxiliar de emergencia, por ejemplo un grupo electrógeno, y luego puede volver a la fuente principal, o viceversa. Sin embargo, los interruptores eléctricos suelen comercializarse con un mecanismo que es de simple enganche o de doble enganche, y es difícil pasar fácilmente de uno a otro. En efecto, como esto implica el cambio de diversas piezas mecánicas, debe hacerse una diferenciación del tipo de aparato durante el proceso de fabricación, lo que obliga a los clientes a elegir el mecanismo al realizar el pedido del aparato. Ahora bien, sería deseable proponer una solución económica y fácil de implementar para que un mismo aparato eléctrico interruptor sea utilizable en ambos modos, es decir, pueda fácilmente pasar de un funcionamiento "simple enganche" a un funcionamiento "doble enganche" y viceversa. La selección del tipo de aparato debe ser posible, por ejemplo, durante la fase final de personalización del aparato interruptor a la salida de fábrica o incluso para clientes de un instalador/distribuidor. Esto también reduciría el número de interruptores a almacenar, ya que una misma unidad podría ser configurada fácilmente con un mecanismo de simple enganche o de doble enganche.

Exposición de la invención

Este objetivo se logra mediante un sistema de accionamiento de contactos para un aparato eléctrico interruptor, comprendiendo el sistema de accionamiento un eje de armado, un resorte de cierre y un resorte de apertura que cooperan con el eje de armado, así como una paleta de mando accionada por el eje de armado, y un accionador de apertura que permite, cuando el resorte de apertura está armado, controlar la liberación del resorte de apertura. Según la invención, el sistema de accionamiento comprende también un elemento de selección que podrá estar situado bien en una posición llamada activa en la que la paleta de armado se acopla mecánicamente con una manivela de cierre del sistema de accionamiento, de manera que, tan pronto como el resorte de cierre esté armado, la paleta de armado provoca la liberación del resorte de cierre por medio de la manivela de cierre, o bien en una posición denominada inactiva en la que la manivela de cierre se desacopla de la paleta de armado.

Según una característica, cuando el elemento de selección se encuentra en posición inactiva, el sistema de accionamiento también incluye un accionador de cierre que permite, cuando el resorte de cierre está armado, ordenar la liberación del resorte de cierre.

Según otra característica, la paleta de mando tiene una primera ranura, la manivela de cierre tiene una tercera ranura y el elemento de selección es una varilla de resorte con un bucle que, en posición activa, se inserta a la vez en la primera ranura y en la tercera ranura.

Según otra característica, la paleta de mando también tiene una segunda ranura en la que el bucle se inserta en posición inactiva.

Según otra característica, el elemento de selección tiene en un extremo una palanca de agarre que permite situar manualmente el elemento de selección en posición activa o en posición inactiva.

Según otra característica, la paleta de mando contiene también un primer indicador visual que indica que el sistema de accionamiento está desarmado y un segundo indicador visual que indica que el sistema de accionamiento está armado.

Según otra característica, el resorte de cierre y el resorte de apertura se enrollan en espiral en la misma dirección alrededor del eje de armado.

Según otra característica, el accionador de apertura incluye un botón manual de control, un percutor mecánico o un electroimán y el accionador de cierre incluye un botón manual de control o un electroimán.

La invención se refiere también a un aparato eléctrico interruptor de alta tensión que incluye contactos móviles y un sistema de accionamiento para accionar los contactos móviles principales del aparato eléctrico interruptor entre un estado abierto y un estado cerrado.

Descripción detallada

Otras características aparecerán en la siguiente descripción detallada hecha con referencia a los dibujos anexos en los que:

• la figura 1 muestra una vista general simplificada de un sistema de accionamiento según la invención con configuración de doble de enganche,

• la figura 2 representa una vista parcial del sistema de accionamiento en configuración de simple enganche, en la cara frontal y en posición de no armado,

• la figura 3 muestra la misma configuración que la figura 2, en la cara posterior y en posición de no armado, • la figura 4 muestra la misma configuración que la figura 2, en la cara delantera y en posición de armado, preparada para pasar al estado cerrado,

• la figura 5 representa una visión parcial del sistema de activación de doble enganche, en la cara delantera y en posición de no armado,

• la figura 6 muestra la misma configuración que la figura 5, en la cara posterior y en posición de no armado, • la figura 7 muestra la misma configuración que la figura 5, en la cara delantera y en posición de armado. El sistema de accionamiento de enganche de la figura 1 está destinado a activar los movimientos de cierre y apertura de los contactos eléctricos de un aparato eléctrico interruptor. El sistema de accionamiento 1 está integrado entre dos platinas para luego ser montado en el aparato interruptor. En la figura 1 sólo se muestra una primera platina 2, mientras que la segunda platina no aparece en las figuras por razones de claridad. Las dos platinas están separadas entre sí por varias columnitas, de las cuales una columnita 4 está representada en las figuras. El sistema de accionamiento comprende un eje de armado 5 que es móvil en rotación alrededor de un eje X, así como un resorte de cierre y un resorte de apertura (no visibles en las figuras) que cooperan con el eje de armado 5.

Se sabe que la rotación del eje de armado 5 permite llevar los contactos principales del aparato interruptor a un estado abierto (contactos principales sin conexión) o a un estado cerrado (contactos principales conectados) del aparato interruptor, bajo la acción de la liberación del resorte de apertura o del resorte de cierre.

De forma preferente, el resorte de cierre y el resorte de apertura son resortes en espiral que se enrollan alrededor del eje de armado 5 en una misma dirección, de modo que ambos pueden estar armados durante un mismo movimiento de rotación del eje de armado 5 en un sentido. Se sabe que este movimiento de armado de los resortes, que permite acumular energía suficiente en los resortes, puede hacerse manualmente, por ejemplo, mediante una manivela, o eléctricamente, por medio, por ejemplo, de un conjunto moto-reductor. Tan pronto como el movimiento de armado de los resortes de cierre y apertura haya terminado, el sistema de accionamiento se encuentra en la llamada posición de armado.

La solución con resortes en espiral permite un volumen reducido y una simplificación del sistema de accionamiento, ya que un mismo movimiento de armado en un solo sentido permite armar los dos resortes. Sin embargo, se podrían sustituir por resortes de compresión lineales armados, por ejemplo, con una biela impulsada por el eje de armado para la compresión, siendo la biela a su vez capaz de impulsar el eje de armado cuando se liberan los resortes. Las figuras 2 y 3 muestran un modo de realización del sistema de accionamiento en la configuración de simple enganche y en posición de no armado. El sistema de accionamiento comprende un accionador de apertura 10, un eje de pivote 6, una palanca de activación 7 y una palanca de enclavamiento 8 que pueden pivotar alrededor del eje de pivote 6. El eje de pivote 6 es paralelo al eje de armado 5. El sistema de accionamiento también incluye elementos mecánicos no detallados en las figuras pues son los habituales (por ejemplo, ruedas, palancas, rodillos, etc.) que hacen pasar, en particular, la palanca de activación 7 alrededor del eje de pivote 6 al final del movimiento de armado del eje de armado 5. Uno de los extremos de la palanca de activación 7 se acopla a una paleta de mando 30 móvil alrededor de un eje de mando 9, igualmente paralelo al eje de armado 5, de modo que, en el momento de la inclinación de la palanca de activación 7, la paleta de mando 30 también girará alrededor del eje de mando 9. Según la invención, el sistema de accionamiento también incluye un elemento de selección 20 cuyo objetivo es elegir entre la configuración de simple enganche y la de doble enganche. En el modo de realización representado, este elemento de selección 20 es una varilla de resorte metálica. La varilla de resorte 20 se enrolla en una o varias vueltas alrededor del eje de mando 9 e incluye un primer extremo 21 que se apoya en un punto fijo, por ejemplo en la columnita 4. El otro extremo de la varilla de resorte 20 incluye un bucle 22, que forma una especie de estribo, prolongado por una palanca de agarre manual 23.

La paleta de mando 30 comprende una primera ranura 33 y una segunda ranura 34 que pueden adaptarse al bucle 22 del elemento de selección 20. Cuando el bucle 22 se inserta en la primera ranura 33, el elemento de selección 20 se dice en posición activa, mientras que cuando el bucle 22 se inserta en la segunda ranura 34, el elemento de selección 20 se dice en posición inactiva. La posición del elemento de selección 20 en posición activa o inactiva se realiza manualmente con la palanca de agarre 23 que permite insertar fácilmente el bucle 22 en la primera ranura 33 o en la segunda ranura 34.

El sistema de accionamiento 1 incluye también una manivela de cierre 40 que es móvil alrededor del eje de mando 9 y una biela de cierre 42 (véase la figura 3). Esta manivela de cierre 40 tiene una ranura, llamada tercera ranura 41. La biela de cierre 42 se acopla por un lado con la manivela de cierre 40 y por otro con una palanca de accionamiento de cierre 16. Cuando se acciona, esta palanca de cierre 16 provoca la liberación del resorte de cierre, cuya energía liberada hace pasar el aparato interruptor del estado abierto al estado cerrado.

Ventajosamente, cuando el elemento de selección 20 está en posición activa, el bucle 22 se inserta a la vez en la primera ranura 33 de la paleta de mando 30 y en la tercera ranura 41 de la manivela de cierre 40, esto hace que la paleta de mando 30 y la manivela de cierre 40 se acoplen mecánicamente. Así pues, tan pronto como el resorte de cierre esté armado, la paleta de mando 30 cambia como consecuencia de la acción de un elemento vinculado al eje de armado 5 (por ejemplo, un rodillo no representado en las figuras). Puesto que el bucle 22 está en posición activa, la paleta de mando 30 impulsa la manivela de cierre 40, que a su vez impulsa la palanca de cierre 16 por medio de la biela de cierre 42, que permite activar la liberación del resorte de cierre y el paso del aparato interruptor al estado cerrado.

Otros modos de realización del elemento de selección 20 son fácilmente alcanzables como alternativa a la varilla de resorte. Por ejemplo, el elemento de selección 20 sólo puede tener un pestillo metálico amovible vinculado a la paleta de mando 30 y que engancharía un espárrago de la manivela de cierre 40 en posición activa, y que se liberaría de este esparrago en posición inactiva. Como alternativa, se podría considerar cualquier tipo de mecanismo desmontable que permita la unión de dos piezas, como clip, alfiler, tornillos, etc.

La biela de cierre 42 se realiza ventajosamente de forma muy simple solo con un hilo metálico rígido que se dobla en sus extremos para poder engancharse por un lado a la manivela de cierre 40 y por el otro a la palanca de cierre 16. La figura 4 muestra la misma configuración que la figura 2, pero justo cuando el mecanismo de activación está armado. Estando el bucle 22 está en posición activa (es decir, insertada en la primera ranura 33 y en la tercera ranura 41), la paleta de mando 30 se acopla con la manivela de cierre 40. Así, al final del movimiento de armado, el rodillo vinculado al eje de armado 5 hará pasar la paleta de mando 30, que impulsa el desplazamiento de la manivela de cierre 40 y de la biela de cierre 42. Por lo tanto, la palanca de cierre se activará automáticamente 16, lo que dará lugar a la rotación de una media luna 44 por medio de una biela 43 (véase la figura 3) situada entre la palanca de cierre 16 y la media luna 44. La rotación de esta media luna 44 liberará entonces un extremo de la palanca de enclavamiento 8, lo que provocará la liberación del resorte de cierre y el paso del aparato eléctrico interruptor al estado cerrado, sin necesidad de acción suplementaria con ayuda de un accionador de cierre.

Las figuras 5 y 6 muestran el sistema de activación en la configuración de doble enganche y en posición de no armado. Por consiguiente, el sistema de funcionamiento incluye ahora un accionador de cierre 15 además del accionador de apertura 10. El elemento de selección 20 se encuentra ahora en posición inactiva, es decir, que el bucle 22 está insertado en la segunda ranura 34 de la paleta de mando 30 y, por lo tanto, ya no está insertado en la tercera ranura 41 de la manivela de cierre 40, esto desacopla la manivela de cierre 40 y la paleta de mando 30. Por lo tanto, un movimiento de la paleta de mando 30 ya no provoca movimientos de la manivela de cierre 40 y la biela de cierre 42 está inoperativa. Por lo tanto, el accionador de cierre 15 puede influir en la palanca de cierre 16, por ejemplo a través de un pulsador 17 (véase la figura 6). Por lo tanto, al final del movimiento de armado cuando el resorte de cierre está armado, ya no hay un control automático de la liberación del resorte de cierre. En ese caso, es necesario realizar una acción sobre el accionador de cierre 15 para accionar la palanca de cierre 16, lo que dará lugar a la rotación de la media luna 44 a través de la biela 43. La rotación de la media luna 44 liberará entonces la palanca de enclavamiento 8 para provocar el paso del aparato eléctrico interruptor al estado cerrado.

La figura 7 muestra la misma configuración que la figura 5, pero justo cuando el mecanismo de accionamiento está armado. Estando que el bucle 22 en posición inactiva (es decir, insertado en la primera ranura 34 y no en la tercera ranura 41), se puede ver claramente que el movimiento de la paleta de mando 30 no ha provocado movimientos de la manivela de cierre 40.

Gracias a la invención, el sistema de accionamiento de los contactos del aparato eléctrico interruptor permite dos configuraciones distintas, a saber, una configuración en la que funciona como un mecanismo de enganche simple y una configuración en la que funciona como un mecanismo de doble enganche. Ventajosamente, la elección entre estas dos configuraciones se hace muy fácilmente gracias a la colocación del bucle 22 del elemento de selección 20 bien en posición activa (mecanismo de simple enganche), bien en posición inactiva (mecanismo de doble enganche).

En la configuración de simple enganche, el sistema de accionamiento sólo incluye un accionador de apertura 10, ya que el cierre se produce al final del armado sin necesidad de accionador como se ha explicado anteriormente, mientras que en la configuración de doble enganche el sistema de accionamiento incluye además un accionador de cierre 15.

En las dos configuraciones y de forma clásica, el accionador de apertura 10 permite, cuando el resorte de apertura está armado, ordenar la liberación del resorte de apertura actuando sobre una palanca de apertura 11 (visible en la figura 6), de modo que el aparato eléctrico interruptor pase al estado abierto.

En el modo de realización presentado en las figuras, el accionador de apertura 10, así como el accionador de cierre 15 cuando exista, son botones de control, que se colocan uno junto al otro en el exterior de las platinas 2 para ser fácilmente accesibles, por ejemplo, en la cara delantera del aparato eléctrico interruptor, permitiendo así un control manual por parte de un operario.

También son posibles accionadores distintos de un pulsador. Por ejemplo, se puede considerar un accionador del tipo fusible de percusión, cuyo percutor actúa sobre la palanca de apertura 16. De manera similar, se puede considerar un accionador eléctrico con un disparador accionado por una bobina de emisión o una bobina capaz de actuar sobre la palanca de apertura 16 o la palanca de cierre 11. También se puede prever un disparador de bajo consumo de energía (tipo MITOP), para permitir un control automático a distancia, lo que es útil, por ejemplo, para el disparo en caso de fallo eléctrico.

Además, la paleta de mando 30 contiene un primer indicador visual 31 que indica que el sistema de accionamiento está desarmado y un segundo indicador visual 32 que indica que el sistema de accionamiento está armado. Por ejemplo, estos dos indicadores 31, 32 están materializados en dos partes planas distintas de la paleta de mando 30, cada una de las cuales tiene una etiqueta o una pintura de distinto color. Una vez que el sistema de accionamiento esté integrado en el aparato eléctrico interruptor, estas partes planas se posicionan frente a una ventana del aparato interruptor, de modo que, dependiendo de si el sistema de accionamiento está armado o no (es decir, resorte de cierre armado o no), será el segundo indicador visual 32, o bien el primer indicador visual 31, el que esté situado frente a la ventana. Esto constituye así una forma sencilla, fiable y económica de indicar a un operario externo si el sistema de accionamiento está armado.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de accionamiento (1) de contactos para un aparato eléctrico interruptor, comprendiendo el sistema de accionamiento un eje de armado (5), un resorte de cierre y un resorte de apertura que coopera con el eje de armado (5), así como una paleta de mando (30) accionada por el eje de armado (5) y un accionador de apertura (10) que permite, cuando el resorte de apertura esté armado, controlar la liberación del resorte de apertura, estando el sistema de accionamiento caracterizado porque comprende también un elemento de selección (20), que puede ser situado:

- bien en una posición denominada activa en la que acopla mecánicamente la paleta de armado (30) con una manivela de cierre (40) del sistema de accionamiento, de modo que, en cuanto el resorte de cierre esté armado, la paleta de armado (30) provoca la liberación del resorte de cierre por medio de la manivela de cierre (40),

- bien en una posición denominada inactiva en la que la manivela de cierre (40) se desacopla de la paleta de armado (30).

2. Sistema de accionamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque, cuando el elemento de selección (20) se encuentra en posición inactiva, el sistema de accionamiento también incluye un accionador de cierre (15) que permite, cuando el resorte de cierre está armado, ordenar la liberación del resorte de cierre.

3. Sistema de accionamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la paleta de mando (30) comprende de una primera ranura (33), la manivela de cierre (40) comprende una tercera ranura (41), y el elemento de selección (20) es una varilla de resorte con un bucle (22) que, en posición activa, se inserta a la vez en la primera ranura (33) y en la tercera ranura (41).

4. Sistema de accionamiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la paleta de mando (30) comprende también una segunda ranura (34) en la que el bucle (22) se inserta en posición inactiva.

5. Sistema de accionamiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el elemento de selección (20) comprende en un extremo una palanca de agarre (23) que permite situar manualmente el elemento de selección (20) en posición activa o en posición inactiva.

6. Sistema de accionamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la paleta de mando (30) comprende también un primer indicador visual (31) que indica que el sistema de accionamiento está desarmado y un segundo indicador visual (32) que indica que el sistema de accionamiento está armado.

7. Sistema de accionamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el resorte de cierre y el resorte de apertura se enrollan en espiral en la misma dirección alrededor del eje de armado (5).

8. Sistema de accionamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el accionador de apertura comprende un botón manual de control (10), un percutor mecánico o un electroimán.

9. Sistema de accionamiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el accionador de cierre comprende un botón manual de control (15) o un electroimán.

10. Aparato eléctrico interruptor de alta tensión que comprende contactos móviles, caracterizado porque comprende un sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores para accionar los contactos móviles.