ES2925309T3 - Aparato de conmutación con al menos dos zonas de extinción que se comunican entre sí - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de conmutación 1 con contactos cerrables 2, 3, 4 y una cámara de arco asignada a los contactos, que tiene una primera área de arco 5 y una segunda área de arco 6 dispuestas directamente al lado de la primera área de arco, la primera área de arco y la segunda área de arco que están separados espacialmente entre sí por un tabique 13, y en el que el dispositivo de conmutación 1 está diseñado de tal manera que un arco de conmutación 20 que se produce cuando los contactos se abren siempre se sopla en una de las dos áreas de extinción por medio de un dispositivo de soplado de arco del dispositivo de conmutación desde donde se originó y se extingue, mientras que la otra de las dos áreas de extinción no se utiliza, la pared divisoria 13 entre la primera área de extinción 5 y la segunda área de extinción 6 que tiene al menos un rebosadero 8, 19, que conecta la primera zona de extinción con la segunda zona de extinción de tal manera que el plasma, que se genera por el arco de conmutación, se separa del área de canal de disolvente en la que se produce la conmutación. el arco se extingue puede fluir a la otra área de extinción respectiva no utilizada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato de conmutación con al menos dos zonas de extinción que se comunican entre sí
La presente invención se refiere a un aparato de conmutación según el preámbulo de la reivindicación 1. Un aparato de conmutación genérico comprende contactos cerrables y una cámara de extinción asociada a los contactos que presenta una primera zona de extinción, así como una segunda zona de extinción dispuesta directamente junto a la primera zona de extinción, estando separadas la primera zona de extinción y la segunda zona de extinción espacialmente entre sí mediante una pared divisoria, y estando diseñado el aparato de conmutación de tal modo que un arco voltaico que se produce al abrir los contactos siempre sea soplado a una de las dos zonas de extinción por medio de un equipo de soplado de arco voltaico del aparato de conmutación alejándolo de su lugar de origen y llevándolo a su extinción, mientras que la otra de la dos zonas de extinción en cada caso no se utiliza para la extinción.
Un aparato de conmutación según el preámbulo de la reivindicación independiente 1 se conoce por el documento US 5,004,874. Este documento describe un contactor bidireccional en el que, en función de la dirección de la corriente, se utiliza una de las dos zonas de extinción, mientras que la respectiva otra zona de extinción no se utiliza.
Aparatos de conmutación según el preámbulo de la reivindicación independiente 1 se utilizan en diferentes ámbitos. A este respecto, hay una tendencia general a aparatos de conmutación cada vez más pequeños y ligeros. Para evitar daños de piezas adyacentes y poder cumplir las normas de seguridad, cada vez más estrictas, se debe evitar que salga hacia fuera plasma que se genera debido al arco voltaico durante la operación de apagado del aparato de conmutación.
El aparato de conmutación conocido por el documento US 5,004,874 es un contactor cerrado. Sin embargo, con los contactores cerrados conocidos de diseño compacto, la capacidad nominal de conmutación es relativamente limitada. A altas capacidades de conmutación, se genera una cantidad relativamente grande de plasma en el interior de la carcasa, lo que da lugar a una elevada presión positiva que, sin un dimensionamiento correspondientemente grande, puede provocar una destrucción del aparato de conmutación.
Otro aparato de conmutación según el preámbulo de la reivindicación independiente 1 se conoce por el documento JP 63 42724 B2 o el documento US 2013/112655 A1.
El objetivo de la presente invención es indicar un aparato de conmutación del tipo genérico que, con un diseño compacto, garantice una elevada capacidad de conmutación, garantizándose al mismo tiempo que no salga fuera el plasma que se genera en el interior de la carcasa debido al arco voltaico.
El objetivo se resuelve mediante las características de la reivindicación independiente 1. En consecuencia, una solución de acuerdo con la invención para este objetivo se presenta con un aparato de conmutación según el preámbulo de la reivindicación independiente 1 si la pared divisoria presenta entre la primera zona de extinción y la segunda zona de extinción al menos una abertura de sobrecarga de corriente que contacta la primera zona de extinción con la segunda zona de extinción de tal modo que el plasma generado por el arco voltaico puede fluir desde la zona de extinción en la que se extingue el arco voltaico a la respectiva otra zona de extinción no utilizada.
Diseños ventajosos de la presente invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con una forma de realización de la presente invención, está previsto que cada una de las dos zonas de extinción represente un espacio que presente un primer extremo que es el más cercano al punto de origen del arco voltaico, un segundo extremo que es opuesto al primer extremo y hacia el cual el arco voltaico se mueve como resultado de la acción del equipo de soplado de arco voltaico, un primer lado que conecta el primer extremo y el segundo extremo entre sí, así como un segundo lado que es opuesto al primer lado y que igualmente conecta el primer extremo y el segundo extremo entre sí, constituyendo la pared divisoria en cada caso un tercer lado del espacio y conectando entre sí el primer extremo, el segundo extremo, el primer lado y el segundo lado, y presentando el espacio además una cuarto lado situado opuestamente a la pared divisoria.
Gracias a ello, se consigue un diseño compacto. La distancia entre el primer lado y el segundo lado define una anchura de la zona de extinción; la distancia entre el primer extremo y el segundo extremo, una altura de la zona de extinción; y la distancia entre la pared divisoria y el respectivo cuarto lado define una profundidad de la zona de extinción. El primer extremo, el segundo extremo, el primer lado y el segundo lado de la primera zona de extinción se corresponden en su posición con los respectivos extremos y lados de la segunda zona de extinción. Esto significa, por ejemplo, que el primer lado de la primera zona de extinción coincide con el primer lado de la segunda zona de extinción o está separado del primer lado de la segunda zona de extinción únicamente por la pared divisoria. La dirección de movimiento dada por el equipo de soplado de arco voltaico del arco voltaico en la primera zona de extinción discurre esencialmente en paralelo a la dirección de movimiento de un arco voltaico que ha de llevarse a la extinción en la segunda zona de extinción. El equipo de soplado de arco voltaico, expresado en otras palabras, hace que el arco voltaico, independientemente de si el arco voltaico es llevado a la extinción en la primera zona de extinción o en la segunda zona de extinción, siempre sea soplado en la misma dirección desde su punto de origen. Esencialmente en
paralelo significa en este contexto una divergencia de como máximo 15°, preferentemente como máximo 10°, más preferentemente como máximo 5°. Más preferentemente predomina el paralelismo.
Más preferentemente, el equipo de soplado de arco voltaico está diseñado de tal modo que la dirección de movimiento del arco voltaico discurre esencialmente en paralelo a la pared divisoria. Esencialmente en paralelo significa también en este contexto una desviación de como máximo 15°, preferentemente como máximo 10°, más preferentemente como máximo 5° y, de manera particularmente preferente, 0°.
Más preferentemente, el equipo de soplado de arco voltaico está diseñado de tal modo que la extensión longitudinal del arco voltaico discurre esencialmente en paralelo a la pared divisoria. Esta forma de realización también contribuye a un diseño compacto. Esencialmente en paralelo significa también en este contexto una desviación de como máximo 15°, preferentemente como máximo 10°, más preferentemente como máximo 5° y, de manera particularmente preferente, 0°.
Los lados de cada zona de extinción están formados más preferentemente por paredes laterales.
De acuerdo con otra forma de realización de la presente invención, la abertura de sobrecarga de corriente está configurada en el primer lado y/o en el segundo lado en la pared divisoria. La abertura o aberturas de sobrecarga se encuentra/encuentran preferentemente solo exteriormente en el primer lado y/o el segundo lado. La zona central, observada en dirección de anchura, de la pared divisoria no presenta preferentemente, al menos cerca del primer extremo, aberturas de sobrecarga de corriente. Más preferentemente, la zona central, observada en dirección de anchura, de la pared divisoria, no presenta aberturas de sobrecarga de corriente, al menos entre el primer extremo y los elementos preferentemente previstos, dispuestos en el segundo extremo. La zona central, observada en dirección de anchura, de la pared divisoria sin abertura de sobrecarga de corriente cubre más preferentemente al menos el 70 % de la anchura medida entre el primer lado y el segundo lado. Esto garantiza una separación efectiva entre las dos zonas de extinción.
De manera particularmente preferente, está previsto que, tanto en el primer lado como en el segundo lado, esté configurada en cada caso una abertura de sobrecarga de corriente en la pared divisoria. De este modo, se consigue una distribución simétrica de plasma y aire no ionizado.
De acuerdo con otra forma de realización preferente de la presente invención, está previsto que la abertura de sobrecarga de corriente esté configurada en una sección de la pared divisoria orientada hacia el primer extremo y opuesta al segundo extremo. Esto también contribuye a una separación efectiva de las dos zonas de extinción y conduce a un comportamiento de corriente ventajoso a través de la abertura de sobrecarga de corriente.
De acuerdo con otra forma de realización preferente de la presente invención, en las dos zonas de extinción están dispuestos en cada caso elementos extintores hacia los que se empuja el arco voltaico por medio del equipo de soplado de arco voltaico y de esta manera se extingue. Los elementos extintores están dispuestos preferentemente en el segundo extremo o cerca del segundo extremo. Preferentemente, los elementos extintores sobresalen de la pared divisoria o se extienden entre la pared divisoria y la cuarta pared en cada caso opuesta de la respectiva zona de extinción.
A este respecto resulta particularmente ventajoso si la abertura de sobrecarga de corriente, preferentemente como abertura adicional de sobrecarga de corriente, está configurada, de manera complementaria a las aberturas de sobrecarga de corriente anteriormente descritas, en la pared divisoria entre los elementos extintores y una tapa o una pared de carcasa presente en el segundo extremo del aparato de conmutación. Esto permite que el plasma pueda fluir a través de la abertura adicional de sobrecarga de corriente desde la zona de extinción momentáneamente utilizada a la zona de extinción no utilizada. Una contrapresión generada por el plasma se reduce o elimina a través de la abertura de sobrecarga de corriente, de tal modo que el arco voltaico no puede alargarse más, lo que conduce a una mayor potencia de desconexión. Preferentemente, la abertura de sobrecarga de corriente se extiende a este respecto esencialmente por toda la anchura, medida entre el primer lado y el segundo lado, de las dos zonas de extinción, de tal modo que la pared divisoria (13) finaliza de hecho a la altura de los elementos extintores. En esta forma de realización se consigue un comportamiento de corriente particularmente ventajoso o un intercambio de gas ventajoso entre las dos zonas de extinción. Esencialmente en toda la anchura, medida entre el primer y el segundo lado de las dos zonas de extinción, significa en este contexto al menos el 80 %, preferentemente el 90 %, de manera particularmente preferente el 100 % de la anchura de la respectiva zona de extinción.
La invención muestra sus ventajas en particular cuando el aparato de conmutación presenta una realización cerrada.
De acuerdo con una forma de realización particularmente preferente, a este respecto está previsto que no estén previstas aberturas de salida específicas para el arco voltaico y/o para el plasma que es generado por el arco voltaico dentro del aparato de conmutación, no estando cerrado, por otro lado, el aparato de conmutación de manera hermética, de tal modo que es posible una compensación de presión con el entorno, por ejemplo, a través de intersticios en una carcasa del aparato de conmutación.
De acuerdo con otra forma de realización particularmente preferente de la presente invención, el aparato de conmutación es un aparato de conmutación bidireccional, empleándose en función de la dirección de la corriente una de las dos zonas de extinción. Más preferentemente, el aparato de conmutación de acuerdo con la invención es un contactor.
A continuación, se explica con más detalle un ejemplo de realización de la presente invención con ayuda de dibujos.
Muestran:
la Figura 1 una vista en perspectiva de un aparato de conmutación de acuerdo con la invención con lado delantero de carcasa abierto y pared de carcasa izquierda abierta,
la Figura 2 una vista delantera del aparato de conmutación de acuerdo con la invención de la figura 1 con lado delantero de carcasa abierto,
la Figura 3 una sección del aparato de conmutación de acuerdo con la invención de las figuras 1 y 2 a lo largo de la línea de corte III indicada en la figura 2, y
la Figura 4 una vista lateral del aparato de conmutación de acuerdo con la invención de las figuras 1 a 3 por el lado de la carcasa situado en cada caso a la izquierda en las figuras 1 a 3 con pared de carcasa izquierda abierta.
En las siguientes explicaciones, las mismas partes se designan con las mismas referencias. Si en una figura se indican referencias que no se abordan posteriormente en la respectiva descripción de la figura, se remite a la descripción de la figuras anteriores o posteriores.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un aparato de conmutación 1 de acuerdo con la invención. Para poder representar las características o componentes relevantes para la invención, en la ilustración de la figura 1, no se muestra la parte frontal de la carcasa orientada hacia el espectador ni la pared de carcasa izquierda. Por la misma razón, la parte delantera de la carcasa tampoco se muestra en la vista frontal de la figura 2.
El aparato de conmutación 1 presenta contactos fijos 2, 3 que pueden conectarse eléctricamente entre sí mediante un puente de contacto 4. El accionamiento del puente de contacto 4 no es importante para la presente invención y, por lo tanto, tampoco se ha representado. Los dos contactos fijos 2, 3 sobresalen lateralmente de la carcasa 7 del aparato de conmutación 1 de acuerdo con la invención y constituyen así simultáneamente los contactos de conexión del aparato de conmutación.
Al abrir los contactos, se genera un arco voltaico 20 cuyo punto de apoyo por el lado del puente de contacto, por medio de un equipo de soplado de arco voltaico correspondientemente diseñado, es llevado a saltar al contacto fijo situado opuestamente. El arco voltaico 20 es llevado a continuación por medio del equipo de soplado de arco voltaico a la cámara de extinción presente por encima de los dos contactos fijos 2, 3 y, allí, es extinguido. La cámara de extinción está dividida mediante una pared divisoria 13 en una primera zona de extinción delantera 5 y una segunda zona de extinción trasera 6. En aras de la exhaustividad, sea señalado en este punto que el aparato de conmutación es un aparato de conmutación bidireccional. Al abrirse los contactos, tanto entre el primer contacto fijo 2 y el puente contacto fijo 4 como entre el segundo contacto fijo 3 y el puente de contacto 4 se genera un arco voltaico. Debido a un diseño especial de los puentes de contacto 4 y un correspondiente diseño del equipo de soplado de arco voltaico, el punto de apoyo de uno de los dos arcos voltaicos salta del puente de contacto al contacto fijo en cada caso situado opuestamente, lo que conduce a la extinción del respectivo otro arco voltaico. El arco voltaico 20 que queda se encuentra en función de la dirección de la corriente delante o detrás de la pared divisoria 13, de tal modo que, en función de la dirección de la corriente, se utiliza o bien la primera zona de extinción 5 o la segunda zona de extinción 6 para extinguir el arco voltaico. Esto significa que en cada caso una de las dos zonas de extinción no se utiliza durante la operación de desactivación.
Las dos zonas de extinción 5 y 6 de la cámara de extinción tienen un volumen esencialmente con forma de paralelepípedo y comienzan por encima de los dos contactos fijos 2 y 3. Los dos contactos fijos 2 y 3 marcan así un primer extremo inferior 9 de la respectiva zona de extinción. El equipo de soplado de arco voltaico, no representado en el detalle, está diseñado de tal modo que empuja el arco voltaico 20 desde el primer extremo 9 de la zona de extinción al segundo extremo 10 situado opuestamente a la respectiva zona de extinción, que a su vez está formado por el lado superior de carcasa 17. La pared de carcasa, situada a la izquierda en la figura 2, marca un primer lado 11 de las dos zonas de extinción, la pared de carcasa derecha marca el segundo lado 12 situado opuestamente de las dos zonas de extinción. La pared divisoria 13 constituye en cada caso un tercer lado de las dos zonas de extinción. Cada zona de extinción 5, 6 presenta, además, un cuarto lado 14 situado opuestamente a la pared divisoria que está formado por el respectivo lado delantero o trasero de la carcasa, lo que se muestra en particular en las figuras 3 y 4.
Cada una de las dos zonas de extinción 5, 6 dispone de varios elementos extintores hacia los que se empuja el arco voltaico y, a este respecto, es llevado a la extinción. Los elementos extintores sobresalen a este respecto del extremo
superior de la pared divisoria 13 o se extienden en cada caso entre la pared divisoria y el lado de la carcasa situado opuestamente. En el ejemplo de realización mostrado, se trata a este respecto, por un lado, de sencillas placas de extinción 15 y, por otro lado, de imanes permanentes cilíndricos 16 que están envueltos en cada caso por un manguito protector, atraen hacia sí el arco voltaico y, a este respecto, actúan al mismo tiempo como elementos extintores o imanes extintores. Sea señalado en este punto que, en la figura 1, únicamente se pueden reconocer bien las placas de extinción 15 y los imanes permanentes 16 de la zona de extinción delantera 5. La segunda zona de extinción trasera 6 también dispone de correspondientes elementos extintores 15 y 16, lo que en particular se desprende de la figura 4.
El espacio de extinción utilizado efectivamente de las dos zonas de extinción 5 y 6 finaliza a la altura de los elementos extintores 15 y 16, dado que el arco voltaico 20, si se extingue ya en el camino hacia los elementos extintores, es llevado a la extinción por medio de los elementos extintores 15 y 16. Por el lado de la carcasa, por encima de los elementos extintores 15 y 16, están dispuestos nervios de carcasa 18. Estos sobresalen del lado superior de carcasa hacia dentro y se extienden por toda la profundidad de las dos zonas de extinción 5 y 6. Estos impiden un reencendido del arco voltaico por encima de los elementos extintores 15 y 16.
Como se puede ver fácilmente en los dibujos, el aparato de conmutación 1 de acuerdo con la invención es un aparato de conmutación cerrado. Para aumentar la capacidad de conmutación manteniendo un diseño extremadamente compacto, en el aparato de conmutación de acuerdo con la invención están previstas aberturas de sobrecarga de corriente 8 en la pared divisoria central 13 entre las dos zonas de extinción 5 y 6. Dos de tales aberturas de sobrecarga de corriente 8 se encuentran a este respecto lateralmente en la zona inferior de la pared divisoria, es decir, en el primer extremo inferior 9 de las dos zonas de extinción. La proximidad inmediata con el extremo inferior y la respectiva pared lateral 11 o 12 garantiza una separación efectiva de las dos zonas de extinción, al menos en lo que respecta a una extensión o alargamiento no intencionado del arco voltaico. Simultáneamente, las aberturas de sobrecarga de corriente permiten cierto intercambio de gas entre las dos zonas de extinción, lo que contribuye decisivamente a que el plasma, que se genera debido al arco voltaico dentro de la carcasa, no pueda salir fuera.
Entre los elementos extintores 15, 16 y el lado superior de carcasa 17 hay otra abertura de sobrecarga de corriente 19 que se extiende esencialmente por toda la anchura de las dos zonas de extinción, de tal modo que la pared divisoria 13 finaliza efectivamente a la altura de los elementos extintores 15, 16. La abertura de sobrecarga de corriente adicional 19 refuerza el efecto positivo anteriormente descrito.
Lista de referencias
1 Aparato de conmutación
2 Contacto fijo
3 Contacto fijo
4 Puente de contacto
5 Primera zona de extinción
6 Segunda zona de extinción
7 Carcasa
8 Abertura de sobrecarga de corriente
9 Primer extremo de la zona de extinción
10 Segundo extremo de la zona de extinción
11 Primer lado de la zona de extinción
12 Segundo lado de la zona de extinción
13 Pared divisoria o tercer lado de la zona de extinción
14 Cuarto lado de la zona de extinción
15 Elemento de extinción
16 Imán de extinción
17 Lado superior de carcasa
18 Nervios de carcasa
19 Abertura adicional de sobrecarga de corriente
20 Arco voltaico
Claims (11)
1. Aparato de conmutación (1) con contactos (2, 3, 4) cerrables y una cámara de extinción asociada a los contactos que presenta una primera zona de extinción (5), así como una segunda zona de extinción (6) dispuesta directamente junto a la primera zona de extinción, estando separadas la primera zona de extinción y la segunda zona de extinción espacialmente entre sí mediante una pared divisoria (13), y estando diseñado el aparato de conmutación (1) de tal modo que un arco voltaico (20) que se produce al abrir los contactos siempre sea soplado a una de las dos zonas de extinción por medio de un equipo de soplado de arco voltaico del aparato de conmutación alejándolo de su lugar de origen y provocando su extinción, mientras que la otra de la dos zonas de extinción en cada caso no se utiliza para la extinción, caracterizado por que la pared divisoria (13) presenta entre la primera zona de extinción (5) y la segunda zona de extinción (6) al menos una abertura de sobrecarga de corriente (8, 19) que contacta la primera zona de extinción con la segunda zona de extinción de tal modo que el plasma generado por el arco voltaico puede fluir desde la zona de extinción en la que se extingue el arco voltaico a la respectiva otra zona de extinción no utilizada.
2. Aparato de conmutación (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que cada una de las dos zonas de extinción (5, 6) representa un espacio que presenta un primer extremo (9) que es el más cercano al punto de origen del arco voltaico, un segundo extremo (10) que es opuesto al primer extremo (9) y hacia el cual el arco voltaico se mueve como resultado de la acción del equipo de soplado de arco voltaico, un primer lado (11) que conecta el primer extremo (9) y el segundo extremo (10) entre sí, así como un segundo lado (12) que es opuesto al primer lado (11) y que igualmente conecta el primer extremo (9) y el segundo extremo (10) entre sí, constituyendo la pared divisoria (13) en cada caso un tercer lado del espacio y conectando entre sí el primer extremo (9), el segundo extremo (10), el primer lado (11) y el segundo lado (12), y presentando el espacio además una cuarto lado (14) situado opuestamente a la pared divisoria (13).
3. Aparato de conmutación (1) según la reivindicación 2, caracterizado por que la abertura de sobrecarga de corriente (8) está configurada en la pared divisoria (13) en el primer lado (11) y/o en el segundo lado (12).
4. Aparato de conmutación (1) según la reivindicación 3, caracterizado por que, tanto en el primer lado (11) como en el segundo lado (12), está configurada en cada caso una abertura de sobrecarga de corriente (8) en la pared divisoria (13).
5. Aparato de conmutación (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la abertura de sobrecarga de corriente (8) está configurada en una sección de la pared divisoria (13) orientada hacia el primer extremo (9) y opuestamente al segundo extremo (10).
6. Aparato de conmutación (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que, en el segundo extremo (10) o cerca del segundo extremo (10), están dispuestos elementos extintores (15, 16) hacia los que se empuja el arco voltaico (20) por medio del equipo de soplado de arco voltaico y de esta manera se extingue.
7. Aparato de conmutación (1) según la reivindicación 6, caracterizado por que la abertura de sobrecarga de corriente (19), preferentemente como abertura de sobrecarga de corriente adicional (19), está configurada en la pared divisoria (13) entre los elementos extintores (15, 16) y una tapa o una pared de carcasa (17), existente en el segundo extremo (10), del aparato de conmutación (1).
8. Aparato de conmutación (1) según la reivindicación 7, caracterizado por que la abertura de sobrecarga de corriente (19) se extiende esencialmente por toda la anchura, medida entre el primer lado (11) y el segundo lado (12), de las dos zonas de extinción (5, 6), de tal modo que la pared divisoria (13) finalice de hecho a la altura de los elementos extintores (15, 16).
9. Aparato de conmutación (1) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el aparato de conmutación (1) está realizado cerrado.
10. Aparato de conmutación (1) según la reivindicación 9, caracterizado por que no está prevista una abertura de salida específica para el arco voltaico (20) y/o para el plasma que es generado por el arco voltaico (20) dentro del aparato de conmutación (1), no estando cerrado, por otro lado, el aparato de conmutación (1) de manera hermética, de tal modo que es posible una compensación de presión con el entorno, por ejemplo, a través de intersticios en una carcasa (7) del aparato de conmutación.
11. Aparato de conmutación (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el aparato de conmutación (1) está realizado como aparato de conmutación bidireccional, empleándose en función de la dirección de la corriente una de las dos zonas de extinción (5, 6).
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