ES2926674T3

ES2926674T3 - Desconectador fusible compacto de alta corriente con conjunto de accionador de barra deslizante doble

Info

Publication number: ES2926674T3
Application number: ES14896330T
Authority: ES
Inventors: Matthew Rain Darr; Rui Guo; Xuecheng Zhang
Original assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Current assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: CN106471597B; US10580597B2; EP3161848B1; US10032578B2; US20180277322A1; CN106471597A; WO2016000106A1; US20170110271A1; CA2951428C; MX2016016656A; EP3161848A1; CA2951428A1; EP3161848A4

Abstract

Un dispositivo de interruptor de desconexión con fusible de alta corriente (50) incluye una carcasa de interruptor (52) configurada para recibir un módulo de fusible de seguridad táctil enchufable (54) y un conjunto de actuador de barra deslizante doble (72) para abrir y cerrar los contactos del interruptor. Cada uno de los elementos de la barra deslizante dual está acoplado a elementos de polarización que almacenan y liberan energía para afectar las operaciones de apertura y cierre del interruptor. La operación de apertura y cierre del interruptor es de varias etapas, donde solo el primer elemento deslizante (100) se puede mover en la primera etapa, y tanto el primer como el segundo elemento deslizante (102) se pueden mover en la segunda etapa, el dispositivo del interruptor de desconexión con fusible puede Cumple bien con las demandas de aplicaciones de alta corriente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Desconectador fusible compacto de alta corriente con conjunto de accionador de barra deslizante doble

Antecedentes de la invención

El campo de la invención se refiere en general a dispositivos de protección de circuitos fusibles y, más específicamente, a dispositivos desconectadores fusibles configurados para aplicaciones industriales de alta corriente.

Los fusibles se usan ampliamente como dispositivos de protección de sobreintensidad con el fin evitar que los circuitos eléctricos sufran costosos daños. Los terminales de fusible forman generalmente una conexión eléctrica entre una fuente de energía eléctrica y un componente eléctrico, o una combinación de componentes, dispuesta en un circuito eléctrico. Uno o más enlaces fusibles o elementos de fusible, o un conjunto de elementos de fusible, está conectado entre los terminales de fusible, de manera que cuando la corriente eléctrica que fluye a través del fusible rebasa un límite predeterminado, los elementos de fusible se funden y abren uno o más circuitos a través del fusible para evitar daños en los componentes eléctricos.

Se conocen en la técnica una variedad de dispositivos desconectadores fusibles en donde la energía de salida con fusible puede conmutarse selectivamente desde una entrada de fuente de alimentación. Sin embargo, los dispositivos desconectadores fusibles existentes no han satisfecho completamente las necesidades del mercado y se desean mejoras. Específicamente, las aplicaciones de alta corriente presentan demandas adicionales en los dispositivos de desconexión de conmutadores fusibles que no están bien satisfechas por los dispositivos de desconexión fusibles existentes. Se remite al lector al documento DE 3011 853 (A1), que muestra un conmutador diseñado de manera que cuando se inserta su fusible térmico, el mecanismo de conmutación se ve obligado a adoptar su posición de “apagado”. El fusible se inserta quitando una tapa. Cuando el elemento operativo adopta su posición de “apagado”, un poste en este elemento se aleja de la trayectoria recorrida por una proyección en la tapa aislante durante el giro y traslación de la tapa. Cuando el elemento operativo adopta su posición de “encendido”, el poste se proyecta en esta trayectoria de recorrido y evita que la tapa se mueva fuera de su posición bloqueada si el fusible ya está presente en el conmutador o se mueve por la proyección en la dirección de la posición de “apagado” cuando la tapa se mueve en traslación para insertar un fusible si aún no está presente. Se remite también al lector al documento WO 2012 099 726 A1, que muestra un dispositivo de desconexión de conmutador fusible que incluye un alojamiento adaptado para recibir al menos un fusible en el mismo, y un contacto conmutable para conectar el fusible al sistema de circuitos. Se proporcionan un elemento de detección de corriente, un mecanismo de disparo y un sistema de circuitos de control para mover el contacto conmutable a una posición abierta en respuesta a condiciones predeterminadas de corriente eléctrica en el dispositivo.

Breve descripción de los dibujos

Según la presente invención, se proporciona un dispositivo desconectador fusible, tal y como se expone en la reivindicación 1. Se describen otras realizaciones, entre otras cosas, en las reivindicaciones dependientes. Se describen realizaciones no limitativas y no exhaustivas con referencia a las siguientes Figuras, en donde números de referencia similares se refieren a partes similares a lo largo de las diversas vistas, salvo que se indique lo contrario.

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un módulo de fusibles de energía seguro al tacto.

La Figura 10 es una vista en perspectiva de un elemento de control deslizante inferior para el mecanismo de conmutador mostrado en la Figura 7.

La Figura 11 es una vista en perspectiva de un elemento de desviación ilustrativo para el elemento de control deslizante inferior mostrado en la Figura 10.

Las Figuras 12A, 12B, 12C y 12D ilustran la activación secuencial del mecanismo de conmutador en una operación de cierre del conmutador.

Las Figuras 13A, 13B, 13C y 13D ilustran la activación secuencial del mecanismo de conmutador en una operación de apertura del conmutador.

Descripción detallada de la invención

A continuación se describen realizaciones ilustrativas de dispositivos desconectadores fusibles con características mejoradas para fuentes de alimentación industriales de alta corriente. En la descripción que se da más adelante serán en parte evidentes y en parte explícitamente descritos los aspectos del método.

Con referencia ahora a las Figuras 1-4, un conjunto 50 de desconectador fusible ilustrativo incluye un alojamiento 52 de conmutador no conductor configurado o adaptado para recibir un módulo 54 de fusible de energía seguro al tacto, retráctil y rectangular. El módulo 54 de fusible de energía seguro al tacto incluye un alojamiento rectangular 56, y láminas terminales 58 que se extienden desde el alojamiento 56. Un elemento de fusible primario o un conjunto de fusible está ubicado dentro del alojamiento 56 de fusible y conectado eléctricamente entre las láminas terminales 58. El módulo 54 de fusible es similar en algunos aspectos a un módulo de fusible de energía CUBEFuse™ comercialmente disponible por Bussmann de Eaton de St. Louis, Missouri. El módulo 54 de fusible está configurado, sin embargo, para aplicaciones de energía industrial de más alta corriente que las que los módulos de fusible de energía CUBEFuse™ previamente disponibles son capaces de satisfacer. En los ejemplos contemplados, el módulo 54 de fusible puede tener una tensión nominal de 500 V CC y una capacidad nominal de ampacidad en los ejemplos contemplados de 200 A, 400 A o 600 A. El alojamiento 52 de conmutador está diseñado también para manejar tales aplicaciones de alta corriente, que incluyen, aunque no de manera limitativa, un mecanismo de conmutación mejorado que se describe a continuación para satisfacer de manera más capaz las necesidades de los sistemas de alimentación industriales de alta corriente.

El módulo 54 de fusible incluye un mango incorporado 59 que se puede mover de manera deslizante con respecto al alojamiento 56 desde la posición retraída, como se muestra, hasta una posición extendida que proporciona holgura desde el alojamiento 56. El mango 59 puede agarrarse con la mano y ayuda a mejorar el apalancamiento mecánico para retirar el módulo 54 de fusible del alojamiento 52 de conmutador cuando el módulo 54 de fusible está enchufado en el alojamiento 52 de conmutador según muestran las Figuras 2 a 4. Debido a las capacidades de alta corriente del módulo 54 de fusible y del alojamiento 52 de conmutador, la cantidad de fuerza para extraer el módulo 54 de fusible aumenta en comparación con los módulos de fusibles de energía CUBEFuse™ previamente disponibles.

En el ejemplo mostrado, el mango 59 está unido al exterior del alojamiento 56 de fusible y siempre está presente y disponible para su uso. No se requieren herramientas provistas por separado para retirar el fusible, y las dificultades asociadas de ubicar y usar herramientas separadas se eliminan de la misma manera. El mango 59 puede deslizarse sobre el alojamiento 56 de fusible con un movimiento simple y altamente fiable e incluye ranuras de guía alargadas que se entrelazan con las protuberancias 57 en el alojamiento 56 de fusible cuando el mango 59 está totalmente extendido. Al tirar hacia arriba del mango 59 cuando está en su posición extendida, las láminas terminales 58 del fusible pueden sacarse del alojamiento 52 de conmutador para liberar el módulo 54 de fusible con relativa facilidad.

Haciendo referencia ahora a las Figuras 3 y 4, dentro del alojamiento 52 de conmutador puede estar situado un portafusibles 60 de lado de línea, que puede recibir una de las láminas terminales 58 del módulo 54 de fusible. Dentro del alojamiento 52 de conmutador también puede estar situado un portafusibles 62 de lado de carga y que puede recibir la otra de las láminas terminales 58 de fusible. El portafusibles 60 de lado de línea puede estar eléctricamente conectado a un terminal 63 de lado de línea que incluye un contacto fijo 64 del conmutador. El portafusibles 62 de lado de carga puede estar eléctricamente conectado a un terminal 66 de lado de carga.

Además, se proporciona un accionador giratorio 68 de conmutador en el alojamiento 52 de conmutador, y se forma con una palanca 69 que sobresale del alojamiento 52 de conmutador para el posicionamiento manual del accionador 68 entre las posiciones operativas que se describen a continuación para abrir y cerrar el mecanismo de conmutador, incluidos los contactos 74, 76. El accionador 68 de conmutador está acoplado mecánicamente a un extremo de un enlace 70 del accionador a través de un brazo proyectante 71 que se extiende radialmente alejándose de un cuerpo principal redondo del accionador 68 de conmutador. El cuerpo redondo está montado en el alojamiento 52 de conmutador para girar alrededor de su eje central en las direcciones de las flechas A y C para operar el mecanismo de conmutador.

El enlace 70, en su otro extremo, está a su vez acoplado a un conjunto 72 de barra de accionador deslizante. El conjunto 72 de barra de accionador lleva un par de contactos 74 y 76 de conmutador móviles. También se proporciona un terminal 78 de lado de línea que incluye un contacto fijo 80. La conexión eléctrica al sistema de circuitos de alimentación se puede hacer al terminal 78 de lado de línea, y la conexión eléctrica al sistema de circuitos de lado de carga se puede hacer al terminal 66 de lado de carga de manera conocida. Se conocen una variedad de técnicas de conexión (por ejemplo, terminales de abrazadera de tornillo, terminales de aleta de caja, conexiones con pernos, conexiones de espárragos terminales, conexiones de barras colectoras y similares) y se pueden utilizar para establecer las conexiones de lado de línea y de carga al sistema de circuitos externo que se van a proteger por el módulo 54 de fusible.

La conmutación de desconexión se puede lograr agarrando la palanca 69 y girando el accionador 68 de conmutador desde una posición de “apagado” o “abierta” según muestran las Figuras 3 y 4 en la dirección de la flecha A (Figura 11), haciendo que el enlace 70 de accionador mueva el conjunto 72 de barra de accionador deslizante linealmente en la dirección de la flecha B en las etapas secuenciales de accionamiento que se explican más adelante y, en última instancia, mueva los contactos 74 y 76 de conmutador hacia los contactos fijos 64 y 80. Eventualmente, el mecanismo de conmutador se cierra cuando los contactos 74 y 76 se acoplan mecánica y eléctricamente a los contactos fijos 64 y 80. Con el mecanismo de conmutador cerrado, la trayectoria del circuito a través del módulo 54 de fusible entre los terminales 78 y 66 de lado de línea y de carga se completa cuando las láminas terminales 58 de fusible se reciben en los portafusibles 60 y 62 de lado de línea y de carga.

Cuando la palanca 69 se mueve para girar el accionador 68 de conmutador en la dirección opuesta indicada por la flecha C (Figura 13), el enlace 70 hace que el conjunto 72 de barra deslizante se mueva linealmente en la dirección de la flecha D en etapas secuenciales de accionamiento explicadas más adelante, y tire finalmente de los contactos 74 y 76 de conmutador lejos de los contactos fijos 64 y 80 para abrir la trayectoria del circuito a través del módulo 54 de fusible según muestran las Figuras 3 y 4. Por ello, al moverse el accionador 68 hasta una posición deseada con la palanca 69, el módulo 54 de fusible y el sistema de circuitos de lado de carga asociado pueden conectarse a y desconectarse del sistema de circuitos de lado de línea mientras que el sistema de circuitos de lado de línea permanece “con corriente” en una operación energizada totalmente. Como se ve en las Figuras 3 y 4, el accionador 68 de conmutador está configurado con un orificio interior cuadrado que puede recibir un vástago externo de manera que el accionador 68 de conmutador se puede girar en remoto de manera automática. En aún otras realizaciones, el alojamiento 52 de conmutador puede incluir un mecanismo de disparo interno que hace que el accionador 68 de conmutador gire si se detectan ciertas condiciones de corriente y, por lo tanto, evita que se abra el módulo 54 de fusible. Se pueden proporcionar opcionalmente sistemas de circuitos de control y detección de corriente para operar el mecanismo de disparo cuando se proporciona.

El módulo 54 de fusible puede también simplemente enchufarse en los portafusibles 60, 62 o extraerse de los mismos para instalar o retirar el módulo 54 de fusible del alojamiento 52 de conmutador. El alojamiento 56 de fusible sobresale desde el alojamiento 52 de conmutador y es accesible desde el exterior del alojamiento 52 de conmutador para que una persona pueda agarrar el mango 59 y tirar del mismo en la dirección de la flecha D para desacoplar las láminas terminales 58 de fusible de los portafusibles 60 y 62 de lado de línea y de carga de tal manera que el módulo 54 de fusible se suelte totalmente del alojamiento 52 de conmutador. Del mismo modo, un módulo 54 de fusible de reemplazo se puede agarrar con la mano y moverse hacia el alojamiento 52 de conmutador en la dirección de la flecha B para acoplar las láminas terminales 58 de fusible a los portafusibles 60 y 62 de lado de línea y de carga.

Tal conexión y retirada enchufable del módulo 54 de fusible facilita ventajosamente una instalación y una retirada rápidas y convenientes del fusible 54 sin necesitad de elementos portafusibles suministrados por separado y sin necesidad de herramientas o sujetadores habituales en otros dispositivos desconectadores fusibles conocidos. También, las láminas terminales 58 de fusible se proyectan desde un lado inferior del alojamiento 56 de fusible que se orienta hacia el alojamiento 52 de conmutador. Además, las láminas terminales 58 de fusible se extienden de manera generalmente paralela, sobresaliendo del lado inferior del módulo 54 de fusible, de tal manera que el alojamiento 56 de fusible (así como la mano de una persona al manipularlo) está físicamente aislado de los terminales 58 de fusible conductores y de los portafusibles 60 y 62 conductores de lado de línea y de carga. Por lo tanto, el módulo 54 de fusible es seguro al tacto o a los dedos (es decir, se puede manipular con seguridad con la mano sin riesgo de descarga eléctrica) al instalar y retirar el fusible 54.

De forma adicional, el dispositivo desconectador 50 es más bien compacto y puede ocupar fácilmente menos espacio en, por ejemplo, un conjunto de placa de panel fusible que las combinaciones convencionales de fusible y disyuntor en línea. En particular, el módulo 54 de fusible ocupa una superficie más pequeña, que a veces recibe el nombre de huella, en el conjunto de panel que los fusibles no rectangulares que tienen características asignadas y capacidad de interrupción comparables. Por lo tanto, es posible reducir el tamaño de las placas de panel y conseguir una mayor capacidad de interrupción.

En uso normal, el circuito se conecta y desconecta preferiblemente en los contactos 64, 74, 76 y 80 de conmutador en vez de en los portafusibles 60 y 62. El arco eléctrico que puede producirse cuando se conecta/desconecta el circuito puede contenerse en una ubicación alejada de los portafusibles 60 y 62 para proporcionar seguridad adicional a las personas que instalan, retiran o reemplazan fusibles. Al abrir el módulo 50 de desconexión con el accionador 68 de conmutador antes de instalar o retirar el módulo 54 de fusible, se elimina cualquier riesgo que suponga un arco eléctrico o un metal energizado en la interfaz entre el módulo de fusible y el alojamiento. Por consiguiente, se cree que el desconectador fusible 50 es más seguro de usar que muchos desconectadores fusibles conocidos.

No obstante, el dispositivo desconectador fusible 50 incluye aún más características que mejoran la seguridad del dispositivo 50 en caso de que una persona intente retirar el módulo 54 de fusible sin hacer funcionar primero el accionador 68 de conmutador para desconectar el circuito a través del módulo 54 de fusible.

Según muestran las Figuras 5 y 6, en un ejemplo el alojamiento 52 de conmutador incluye un receptáculo o cavidad 82 con lado abierto que acepta una porción del alojamiento 56 de fusible cuando el módulo 54 de fusible se instala con las láminas terminales 58 de fusible acopladas a los portafusibles 60, 62. El mango 59 de fusible se extiende por encima del alojamiento 56 de fusible y es fácilmente accesible según muestran las Figuras 2-4.

El receptáculo 82 de alojamiento de conmutador incluye además una superficie inferior 84, que a veces recibe el nombre de suelo, que incluye primeras y segundas aberturas 86 y 88 formadas en su interior y a través de las que las láminas terminales 58 de fusible pueden extenderse para engancharlas con los portafusibles 60 y 62 de lado de línea y de carga según se ve en las Figuras 3 y 4. Según se ve en las Figuras 3 y 4, se proporciona un elemento 90 de enclavamiento no conductor deslizable que incluye una cubierta 92 de seguridad desviada (Figura 4) que cierra la abertura 86 de lado de línea en el receptáculo 82 de fusible de alojamiento de conmutador y evita que la lámina terminal 58 de lado de línea entre en contacto con el portafusibles 60 de lado de línea cuando el accionador 68 de conmutador está colocado en la posición “cerrada” o “encendida” según muestra la Figura 6 (es decir, totalmente girado en la dirección de la flecha A en las Figuras 3 y 12). Para ello, y según muestra la Figura 6, la cubierta 92 de seguridad evita que se instale un módulo 54 de fusible cuando el accionador (68) de conmutador está en la posición “encendida” cerrando los contactos 74 de conmutador y evitando que el terminal 58 de fusible de lado de línea entre en contacto con el mismo a través de la cubierta 92 de seguridad, se evitan por completo las condiciones de arco eléctrico que de cualquier otra manera podrían ocurrir.

En el ejemplo mostrado, el elemento 90 de enclavamiento está acoplado al accionador 68 de conmutador a través de un brazo o enlace 94 de posicionamiento, y el elemento 90 de enclavamiento se puede mover a lo largo de un eje lineal en la dirección E o F (Figuras 3, 5 y 6) en una dirección paralela al suelo 84 del receptáculo de fusible.

Cuando el accionador 68 de conmutador se gira en la dirección de la flecha C (Figuras 13 y 13) a la posición de “abierto” o “apagado”, en donde los contactos 74 y 76 de conmutador se conectan con los contactos fijos 64 y 80, el elemento 90 de enclavamiento es tirado por el enlace 94 a lo largo del eje lineal en la dirección de la flecha E hasta que una abertura o ranura en la cubierta 92 de seguridad (Figura 4) se alinea con la abertura 86 de lado de línea en el suelo 84 del receptáculo de fusible y, por ende, permitiendo el acceso para que la lámina terminal 58 de lado de línea del fusible se extienda a través de la abertura 86 de lado de línea en el receptáculo 82 de fusible de alojamiento de conmutador según se ve en las Figuras 4 y 5. En este estado, la cubierta 92 de seguridad despeja la abertura 86 de lado de línea y permite la conexión enchufable de la lámina terminal 58 de lado de línea al portafusibles 60 de lado de línea según muestra la Figura 4. Cuando el fusible 54 está enchufado con el elemento 90 de enclavamiento en esta posición, la lámina terminal 58 de lado de línea pasa a través de la abertura en el elemento 90 de enclavamiento y dentro del portafusibles 60 de lado de línea según se ve en las Figuras 3 y 4.

Cuando el accionador 68 de conmutador se gira en la dirección de la flecha A (Figuras 3 y 12) para cerrar los contactos 74 y 76 de conmutador y “encender” o “cerrar” el dispositivo según muestran las Figuras 6 y 12, el enlace 94 empuja el elemento 90 de enclavamiento y a lo largo de un eje lineal en la dirección de la flecha F hasta que la abertura en la cubierta 92 de seguridad se desalinee con la abertura 86 de lado de línea. Para ello, la cubierta 92 de seguridad bloquea efectivamente el acceso al portafusibles 60 de lado de línea a través de la abertura 86 de lado de línea y frustraría cualquier esfuerzo por instalar el módulo 54 de fusible. La lámina terminal 58 de lado de línea del módulo 54 de fusible golpearía la cubierta 92 de seguridad durante cualquier intento de enchufar el módulo 54 de fusible en el receptáculo 82 de alojamiento de conmutador en esta condición. Esto se muestra mejor en la Figura 6, donde la abertura 86 de lado de línea está bloqueada por la porción sólida del elemento 90 de enclavamiento.

La cubierta 92 de seguridad es móvil con respecto al elemento 90 de enclavamiento y está desviada en la dirección de la flecha F por un elemento de resorte. Cuando el módulo 54 de fusible está enchufado, la cubierta 92 de seguridad está desviada contra la lámina terminal 58 de lado de línea que conecta el portafusibles 60 de lado de línea con el resorte comprimido. Cuando se desenchufa el módulo 54 de fusible, el elemento de desviación extiende la cubierta 92 de seguridad en la dirección de la flecha F y bloquea la abertura 86 según muestra la Figura 6. Para ello, el elemento 90 de enclavamiento y la cubierta 92 de seguridad permiten el giro del accionador 68 de conmutador entre las posiciones abierta y cerrada en las direcciones de las flechas A y C mientras el módulo 54 de fusible está enchufado. Es decir, el elemento 90 de enclavamiento y la cubierta 92 de seguridad no interfieren con el cierre del mecanismo de conmutador cuando los terminales 58 de fusible se reciben en los portafusibles 60 y 62. En cambio, el elemento 90 de enclavamiento y la cubierta 92 de seguridad solo funcionarán para bloquear la abertura 86 de lado de línea cuando se retire el fusible 54 del receptáculo 82.

A continuación debería ser evidente que el accionador 68 de conmutador acciona simultáneamente el conjunto 72 de barra de accionador deslizante a lo largo de un primer eje lineal (es decir, un eje vertical según la Figura 3 como se dibuja) en la dirección de la flecha B o D y el elemento 90 de enclavamiento a lo largo de un segundo eje lineal (es decir, un eje horizontal según la Figura 3 como se dibuja) en la dirección de las flechas E o F. Específicamente, a medida que el conjunto 72 de barra de accionador deslizante se mueve en la dirección de la flecha B, el elemento 90 de enclavamiento (y el cubierta 92 de seguridad) se acciona en la dirección de la flecha F. De la misma manera, cuando el conjunto 72 de barra de accionador deslizante se mueve en la dirección de la flecha D, el elemento 90 de enclavamiento y la cubierta 92 de seguridad se accionan en la dirección de la flecha E. Los ejes mutuamente perpendiculares para el conjunto 72 de barra deslizante y el elemento 90 de enclavamiento son beneficiosos porque el accionador 68 es estable en la posición de “apagado” abierta (Figuras 3, 4 y 5) o en la posición de “encendido” cerrada (Figura 6) y un tamaño compacto del dispositivo desconectador 50 se mantiene. No obstante, se entiende que tales ejes de movimiento mutuamente perpendiculares no son necesariamente necesarios para el conjunto 72 de barra deslizante y el elemento 90 de enclavamiento. Son posibles otros ejes de movimiento y pueden adoptarse en realizaciones alternativas.

También en este sentido, no se requiere necesariamente un movimiento de deslizamiento lineal para que estos elementos funcionen, y si se desea, se pueden utilizar otros tipos de movimiento (por ejemplo, movimiento giratorio o pivotante) para estos elementos.

Como se muestra mejor en las Figuras 3 y 4, un vástago 96 de enclavamiento está acoplado a un extremo del elemento 90 de enclavamiento opuesto al enlace 94. El vástago 96 de enclavamiento se puede mover con el elemento 90 de enclavamiento en la dirección de las flechas E y F a medida que el accionador 68 gira en las direcciones de las flechas A y C y el conjunto 72 de barra de accionador deslizante se mueve, a su vez, en las direcciones de las flechas B y D. Cuando el accionador 68 de conmutador gira totalmente en la dirección de la flecha A, el vástago 96 de enclavamiento se mueve en la dirección de la flecha F hasta que el vástago 96 pasa a través de una abertura 98 (Figura 4) en la lámina terminal 58 de lado de carga que conecta al portafusibles 62 de lado de carga cuando el módulo 54 de fusible está enchufado. Para ello, el módulo 54 de fusible no se puede retirar a menos que el accionador 68 de conmutador se gire hacia atrás en la dirección de la flecha C a la posición abierta según muestran las Figura 3 y 4, tirando del elemento 90 de enclavamiento y el vástago 94 en la dirección de la flecha E para liberar el vástago 96 de la abertura 98 en la lámina terminal 58 de lado de carga. Solo después se puede retirar el módulo 54 de fusible. Las características de cubierta de seguridad y enclavamiento descritas son muy deseables cuando el conjunto 50 de desconectador se usa en operaciones de alta energía y alta corriente, aunque en ciertas realizaciones podrían considerarse opcionales y no es necesario incluirlas en todas las realizaciones.

La Figura 7 es una vista ampliada del mecanismo de conmutación que incluye el conjunto 72 de barra de accionador deslizante. El conjunto 72 de barra de accionador deslizante está conectado al accionador 68 de conmutador a través del enlace 70 y responde a la posición del accionador 68 de conmutador para efectuar una operación de cierre de conmutador o una operación de apertura de conmutador como se explica más adelante.

El conjunto 72 de barra de accionador deslizante incluye un elemento 100 de control deslizante primero o superior y un elemento 102 de control deslizante segundo o inferior, cada uno móvil de manera deslizante con respecto al alojamiento 52 de conmutador a lo largo de un eje lineal en la dirección de las flechas B y D. Es decir, en el ejemplo mostrado, los elementos 100, 102 de control deslizantes superior e inferior se pueden mover respectivamente a lo largo de ejes lineales coincidentes. El primer elemento 100 de control deslizante se puede mover además de manera independiente con respecto al segundo elemento 102 de control deslizante. Específicamente, el primer elemento 100 de control deslizante es móvil con respecto al segundo elemento 102 de control deslizante en una primera etapa de operaciones de apertura y cierre mientras el segundo elemento de control deslizante permanece fijo. El segundo elemento 102 de control deslizante lleva los contactos móviles 74, 76 de conmutador para hacer o interrumpir una conexión eléctrica con los contactos fijos 64, 80 y es movido por el primer elemento 100 de control deslizante en una segunda etapa de las operaciones de cierre y apertura del conmutador.

El primer elemento 100 de control deslizante es presionado por un par de elementos 104, 106 de desviación a cada lado de un extremo superior del primer elemento 100 de control deslizante. Según muestran las Figuras 7-9, un extremo 110 del elemento 104 de desviación está acoplado al primer elemento 100 de control deslizante cuando se extiende a través de una abertura 112 en una porción 114 de cabezal ampliada del primer elemento 100 de control deslizante. El otro extremo 116 del elemento 104 de desviación está acoplado al alojamiento 52 de conmutador cuando se extiende a través de una abertura 118 en el alojamiento 52 de conmutador. Entre los extremos 110, 116, el elemento 104 de desviación incluye una porción 120 de resorte de compresión helicoidal.

El elemento 106 de desviación tiene una manera sustancialmente idéntica al elemento 104 de desviación mostrado en la Figura 7 y está conectado de manera similar al primer elemento 100 de control deslizante y al alojamiento 52 de conmutador. Debido a que el primer elemento 100 de control deslizante se puede mover en la dirección de las flechas B y D a lo largo del eje lineal, los elementos 104, 106 de desviación que están conectados mecánicamente al primer elemento 100 de control deslizante pivotan alrededor de sus extremos conectados al alojamiento 52 de conmutador a medida que el primer elemento 100 de control deslizante se mueve, mientras que los extremos opuestos de los elementos 104, 106 de desviación se mantienen en su lugar. El montaje pivotante de los elementos 104, 106 de desviación les permite almacenar y liberar fuerza y energía para facilitar la apertura y el cierre de los contactos 74, 46 de conmutador a medida que giran en diferentes posiciones.

El primer elemento 100 de control deslizante se puede formar a partir de un material plástico conocido en la técnica. En la realización ilustrativa que se muestra en la Figura 8, el primer elemento 100 de control deslizante incluye una sección 114 de cabezal, una porción de la cual se amplía para facilitar la conexión de los elementos 104, 106 de desviación. La sección 114 de cabezal ampliada sobresale en direcciones opuestas desde un cuerpo del elemento 100 de control deslizante, y las aberturas 112 que reciben los extremos de los elementos 104, 106 de desviación están formadas en la sección de cabezal ampliada. La sección 114 de cabezal sobresaliente también se acopla con el segundo elemento 102 de control deslizante y hace que se mueva en una segunda etapa de una operación de apertura del conmutador como se explica a continuación. También se forma una abertura 122 en el primer elemento 100 de control deslizante para la conexión a un extremo del enlace 70. Por lo tanto, cada vez que gira el accionador 68 de conmutador, el enlace 70 se desplaza y hace que el primer elemento 100 de control deslizante se mueva a lo largo del eje lineal en la dirección de las flechas B y D.

El primer elemento 100 de control deslizante incluye también primeras y segundas patas 124, 126 que penden de la sección 114 de cabezal en una relación separada y generalmente paralela. Cada pata 124, 126 está formada con una protuberancia en forma de gancho 128 en su extremo distal. Los ganchos 128 se extienden hacia dentro y uno hacia el otro desde cada pata 124, 126 y están en la interfaz con el segundo elemento 102 de control deslizante en la segunda etapa de una operación de apertura del conmutador como se describe a continuación. Las patas 124, 126 se forman además con nervaduras externas 129 que se reciben en canales formados en el alojamiento 52 de conmutador. Las nervaduras 129 se pueden mover de manera deslizante con respecto a los canales de alojamiento y están restringidas por los canales para moverse solo en la dirección de las flechas B o D.

El segundo elemento 102 de control deslizante (Figuras 7 y 10) se puede formar también a partir de un material plástico conocido en la técnica. El segundo elemento 102 de control deslizante incluye canales 130, 132 opuestos en forma de U que reciben las patas 124, 126 del primer elemento 100 de control deslizante. Las patas 124, 126 pueden deslizarse libremente en los canales 130, 132 durante una porción de la operación de cierre y apertura del conmutador. Los extremos distales de las patas de los canales en forma de U se reciben en canales formados en el alojamiento 52 de conmutador. En consecuencia, el segundo elemento 102 de control deslizante se puede mover de manera deslizante con respecto a los canales de alojamiento y está limitado por los canales de alojamiento para moverse solo en la dirección de las flechas B o D.

Cada canal 130, 132 del segundo elemento 102 de control deslizante incluye además una protuberancia 134 en forma de retén que se acopla con los ganchos 128 de las patas 124, 126 del primer elemento 100 de control deslizante en la segunda etapa de la operación de apertura del conmutador. El segundo elemento 102 de control deslizante incluye además una ranura lateral 136 que se extiende perpendicular a los canales 130, 132. Un puente conductor que incluye los contactos 74, 76 de conmutador se monta en la ranura 136 de manera que los contactos 74, 76 de conmutador se montan fijos en el segundo elemento 102 de control deslizante. El segundo elemento 102 de control deslizante incluye también una parte inferior 138 que incluye aberturas 140, 142 que reciben extremos de los elementos 144, 146 de desviación, elementos 144, 146 que se conectan al alojamiento 52 de conmutador en sus otros extremos. Opuesto a la parte inferior 138, el segundo elemento 102 de control deslizante incluye una porción 143 de boca.

En la Figura 11 se muestra un ejemplo de elemento 144 de desviación para el segundo elemento 102 de control deslizante y se ve que es similar al elemento 104 de desviación que se muestra en la Figura 9, pero es dimensionalmente más pequeño y tiene una constante elástica relativamente más pequeña. Al igual que el elemento 104 de desviación, el elemento 144 de desviación incluye un primer extremo 150, un segundo extremo 152 y una sección 154 de bobina en el medio. Un extremo 152 del elemento 144 de desviación está conectado al segundo elemento 102 de control deslizante a través de la abertura 140 en la parte inferior 138, y el otro extremo 152 se extiende hacia una abertura cerca de la parte inferior del alojamiento 52 de conmutador. El elemento 146 de desviación tiene una manera sustancialmente idéntica al elemento 144 de desviación y está conectado de manera similar al segundo elemento 100 de control deslizante y al alojamiento 52 de conmutador. Debido a que el segundo elemento 100 de control deslizante se puede mover en la dirección de las flechas B y D a lo largo del eje lineal, los elementos 144, 146 de desviación que están conectados mecánicamente al segundo elemento 102 de control deslizante pivotan alrededor de sus extremos conectados al alojamiento 52 de conmutador que se mantienen en su lugar a medida que se mueve el segundo elemento 102 de control deslizante. El montaje pivotante de los elementos 144, 166 de desviación les permite almacenar y liberar fuerza y energía para facilitar la apertura y el cierre de los contactos 74, 46 de conmutador cuando los elementos 144, 146 de desviación pivotan en diferentes posiciones.

La operación de cierre del conmutador se ilustra en las Figuras 12A a 12D. En la Figura 12A, el accionador 68 de conmutador está en la posición abierta o apagada y los contactos 74, 76 de conmutador están separados de los contactos 64, 80 de conmutador.

En la Figura 12B, el accionador 68 de conmutador gira en la dirección de la flecha A y se ilustra una primera etapa de la operación de cierre del conmutador. En la primera etapa, el primer elemento 100 de control deslizante se mueve hacia abajo en la dirección de la flecha B mediante el enlace 70 a medida que gira el accionador 68 de conmutador, mientras que el segundo elemento 102 de control deslizante se mantiene fijo. Los elementos 104, 106 de desviación acoplados al primer elemento 100 de control deslizante se comprimen y almacenan energía a medida que desciende el primer elemento 100 de control deslizante. El primer elemento 100 de control deslizante descendente hace también que los elementos 104, 106 de desviación pivoten desde su posición inicial que se muestra en la Figura 12A. No obstante, el segundo elemento 102 de control deslizante y sus elementos 144, 146 de desviación están aislados mecánicamente del primer elemento 100 de control deslizante y no se ven afectados por esta etapa de la operación.

La Figura 12C ilustra una segunda etapa de la operación de cierre del conmutador. El primer elemento 100 de control deslizante ahora ha descendido aún más y la porción 114 de cabezal ampliada del primer elemento 100 de control deslizante hace contacto con la porción 143 de boca del segundo elemento 102 de control deslizante. En esta etapa, el segundo elemento 102 de control deslizante es accionado por el primer elemento 100 de control deslizante y el segundo elemento 102 de control deslizante se mueve con el primer elemento 100 de control deslizante. Es decir, ambos elementos 100, 102 de control deslizante descienden juntos en esta etapa. A medida que el segundo elemento 102 de control deslizante comienza a moverse hacia abajo en la dirección de la flecha B, los elementos 144, 146 de desviación se comprimen para almacenar energía y pivotan según se muestra. Los contactos 74, 76 de conmutador se llevan hacia abajo con el segundo elemento 102 de control deslizante hacia los contactos fijos 64, 80 de conmutador. En la posición mostrada en la Figura 12C, los elementos 104, 106 de desviación acoplados al primer elemento 100 de control deslizante alcanzan un estado de compresión máxima.

Los elementos 104 y 106 de desviación pivotantes comienzan a descomprimirse cuando pasan el punto de equilibrio mostrado en la Figura 12C. La fuerza almacenada en los resortes a medida que se descomprimen se libera para accionar el primer elemento 100 de control deslizante hacia abajo además del giro del accionador 68 de conmutador. Poco después de que esto comience a ocurrir, los elementos 144, 146 de desviación pivotantes conectados al segundo elemento 102 de control deslizante alcanzan su estado de compresión máxima y comienzan también a liberar la fuerza almacenada a medida que siguen pivotando. A continuación, los elementos 144, 146 de desviación accionan también el segundo elemento 102 de control deslizante hacia abajo. La liberación combinada de fuerza en los resortes 104, 106, 144, 146 de desviación hace que los contactos 74, 76 de conmutador se cierren rápida y firmemente. Debido a que el primer elemento 100 de control deslizante está conectado directamente al accionador 68 de conmutador, el accionador se mueve a la posición totalmente cerrada bajo fuerza. El mecanismo de conmutador se cierra con una acción rápida, automática y segura una vez que los elementos 104, 106, 144, 146 de desviación se mueven más allá de sus puntos de equilibrio. Tal cierre automático rápido es ventajoso para sistemas de alimentación de alta corriente y voltaje que presentan un severo potencial de formación de arcos.

Las Figuras 13A a 13D ilustran la operación de apertura del conmutador. En la Figura 13A, el accionador 68 de conmutador está en la posición cerrada (la misma posición que se muestra en la Figura 12D). Los contactos 74, 76 de conmutador se cierran y se completa la trayectoria del circuito a través de los mismos.

La Figura 13B muestra una primera etapa de la operación de apertura en donde el accionador 68 de conmutador gira en la dirección de la flecha C. En la primera etapa, el primer elemento 100 de control deslizante se tira hacia arriba en la dirección de la flecha D mientras que el segundo elemento 102 de control deslizante permanece fijo. Los elementos 104, 106 de desviación acoplados al primer elemento 100 de control deslizante se comprimen y comienzan a almacenar energía a medida que giran desde su posición inicial que se muestra en la Figura 13A. El segundo elemento 102 de control deslizante y sus elementos 144, 146 de desviación están aislados mecánicamente del primer elemento 100 de control deslizante y no se ven afectados por esta etapa de operación

En la Figura 13C, el accionador 68 de conmutador se gira más y el primer elemento 100 de control deslizante se ha levantado lo suficiente para hacer que las patas 124, 126 del primer elemento de control deslizante y las protuberancias 128 de gancho (Figura 8) se acoplen a las protuberancias 134 de retén (Figura 10) del segundo elemento 102 de control deslizante. El primer y segundo elementos 100, 102 de control deslizantes están ahora acoplados mecánicamente y ascienden juntos con el primer elemento 100 de control deslizante accionando el movimiento ascendente del segundo elemento 102 de control deslizante. Los elementos 144, 146 de desviación conectados al segundo elemento 102 de control deslizante se comprimen y comienzan a almacenar energía cuando pivotan desde su posición inicial mostrada en la Figura 13A cuando el segundo elemento 102 de control deslizante comienza a moverse.

Según muestra la Figura 13C, los elementos 104, 106 de desviación acoplados al primer elemento 100 de control deslizante han pivotado más allá del punto de equilibrio y están ahora liberando la energía almacenada para forzar el primer elemento 100 de control deslizante hacia arriba y alejar los contactos 74, 76 de conmutador de los contactos fijos 64, 80. La fuerza liberada sobre el primer elemento 100 de control deslizante acelera el movimiento hacia arriba del segundo elemento 102 de control deslizante que ahora está acoplado al primer elemento 100 de control deslizante y hace que los elementos 144, 146 de desviación conectados al segundo elemento 102 de control deslizante pivoten más allá de sus puntos de equilibrio. Cuando esto sucede, el elemento 144, 146 de desviación comienza a liberar también la energía almacenada para accionar el segundo elemento 102 de control deslizante hacia arriba y alejar los contactos 74, 76 de conmutador de los contactos fijos 64, 80 con mayor fuerza. En esta etapa, todos los elementos 104, 106, 144, 146 de desviación cooperan para llevar el mecanismo de conmutador a la posición totalmente abierta.

La liberación combinada de fuerza en los resortes 104, 106, 144, 146 de desviación hace que los contactos 74, 76 de conmutador se abran y separen rápidamente. Debido a que el primer elemento 100 de control deslizante está conectado directamente al accionador 68 de conmutador, el accionador 68 se mueve a la posición abierta final que se muestra en la Figura 13D (la misma posición que se muestra en la Figura 12A) bajo fuerza. El mecanismo de conmutador se abre con una acción rápida, automática y segura una vez que los elementos 104, 106, 144, 146 de desviación se mueven más allá de sus puntos de equilibrio. Tal apertura automática rápida es ventajosa para sistemas de alimentación de alta corriente y alto voltaje que presentan un severo potencial de formación de arcos.

Se cree ahora que los beneficios de los conceptos de la invención descritos ya se han ilustrado ampliamente en relación con las realizaciones ilustrativas descritas.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Un dispositivo desconectador fusible (50) que comprende:

un alojamiento (52) de conmutador configurado para aceptar un módulo (54) de fusible enchufable; un terminal (63, 78) de lado de línea y un terminal (66) de lado de carga en el alojamiento (52) de conmutador;

un accionador (68) de conmutador que se puede seleccionar selectivamente entre una posición abierta y una posición cerrada; y

un conjunto (72) de control deslizante vinculado al accionador (68) de conmutador y que responde a una posición del accionador (68) de conmutador para efectuar una operación de cierre del conmutador o una operación de apertura del conmutador;

en donde el conjunto (72) de control deslizante comprende:

un primer elemento (100) de control deslizante y un segundo elemento (102) de control deslizante, cada uno móvil de manera deslizante con respecto al alojamiento (52) de conmutador a lo largo de un eje lineal coincidente, en donde el primer elemento (100) de control deslizante se puede mover de manera independiente con respecto al segundo elemento (102) de control deslizante en una primera etapa de la operación de cierre del conmutador y en una primera etapa de la operación de apertura del conmutador, el primer elemento (100) de control deslizante es accionado para moverse por el accionador (68) de conmutador mientras que el segundo elemento (102) de control deslizante permanece fijo en la primera etapa de la operación de cierre del conmutador, y el segundo elemento (102) de control deslizante es accionado para moverse por el primer elemento (100) de control deslizante en una segunda etapa de la operación de cierre del conmutador y en una segunda etapa de la operación de apertura del conmutador;

un primer elemento (104, 106) de desviación que actúa sobre el primer elemento (100) de control deslizante y un segundo elemento (144, 146) de desviación que actúa sobre el segundo elemento (102) de control deslizante, en donde el segundo elemento (144, 146) de desviación está mecánicamente aislado del accionador (68) de conmutador en la primera etapa de la operación de cierre del conmutador y mecánicamente aislado del accionador (68) de conmutador en la primera etapa de la operación de apertura del conmutador; y

en donde el segundo elemento (102) de control deslizante lleva al menos un contacto (74, 76) de conmutador para hacer o interrumpir una conexión eléctrica a uno del terminal (63, 78) de lado de línea y del terminal (66) de lado de carga, y en donde el primer y segundo elementos (144, 146) de desviación proporcionan cada uno una fuerza de apertura en la segunda etapa de la operación de apertura del conmutador.
2. El dispositivo desconectador fusible (50) de la reivindicación 1, en donde cada uno del primer elemento (104, 106) de desviación y el segundo elemento (144, 146) de desviación proporciona una fuerza de cierre en la segunda etapa de la operación de cierre del conmutador.
3. El dispositivo desconectador fusible (50) de la reivindicación 1, en donde el primer elemento (100) de control deslizante incluye una primera protuberancia configurada para enganchar una primera porción del segundo elemento (102) de control deslizante en la operación de cierre del conmutador.
4. El dispositivo desconectador fusible (50) de la reivindicación 3, en donde el primer elemento (100) de control deslizante incluye además una segunda protuberancia configurada para enganchar una segunda porción del segundo elemento (102) de control deslizante en la operación de apertura del conmutador.
5. El dispositivo desconectador fusible (50) de la reivindicación 4, en donde el primer elemento (100) de control deslizante comprende una sección (114) de cabezal y primera y segunda patas opuestas (124, 126) que dependen de la sección (114) de cabezal.
6. El dispositivo desconectador fusible (50) de la reivindicación 5, en donde la primera protuberancia se extiende desde la sección (114) de cabezal y la segunda protuberancia se extiende desde una de la primera y segunda patas opuestas (124, 126).
7. El dispositivo desconectador fusible (50) de la reivindicación 1, en donde el segundo elemento (102) de control deslizante está configurado para recibir el primer elemento (100) de control deslizante.
8. El dispositivo desconectador fusible (50) de la reivindicación 7, en donde el segundo elemento (102) de control deslizante define al menos un canal (130, 132), recibiéndose una porción del primer elemento (100) de control deslizante en el al menos un canal (130, 132).
9. El dispositivo desconectador fusible (50) de la reivindicación 8, en donde el segundo elemento (102) de control deslizante incluye un retén configurado para enganchar el primer elemento (100) de control deslizante en la operación de apertura del conmutador.
10. El dispositivo desconectador fusible (50) de la reivindicación 1, en donde el segundo elemento (102) de control deslizante lleva un par de contactos (74, 76) de conmutador.
11. El dispositivo desconectador fusible (50) de la reivindicación 1, en donde el accionador (68) de conmutador está montado de manera giratoria en el alojamiento (52) de conmutador.
12. El dispositivo desconectador fusible (50) de la reivindicación 1, en donde el módulo (54) de fusible enchufable comprende láminas terminales (58) separadas, incluyendo el alojamiento (52) de conmutador aberturas de láminas terminales para aceptar las láminas terminales (58).