ES2929357T3

ES2929357T3 - Conjunto de interruptor

Info

Publication number: ES2929357T3
Application number: ES20152031T
Authority: ES
Inventors: Lars Edvardsen; Robert Espeseth; Pal Skryten; Ganesh Shetiva
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2020-01-15
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2022-11-28
Anticipated expiration: 2040-01-15
Also published as: CN113130249A; EP3852124A1; EP3852124B1; US11430622B2; DK3852124T3; US20210217567A1

Abstract

Se proporciona un conjunto interruptor para sistemas de distribución de energía que se mejora en términos de al menos uno de compacidad, durabilidad, sincronicidad y resistencia dieléctrica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto de interruptor

Los aspectos de la invención están relacionados con un conjunto de interruptor para sistema de distribución de potencia.

Antecedentes técnicos

Los aparellajes se utilizan en sistema de potencia eléctrica con la finalidad de controlar, proteger y aislar el equipamiento eléctrico. En redes de distribución, los aparellajes están situados tanto en el lado de alta tensión como en el lado de baja tensión de los transformadores de potencia.

El campo de esta divulgación está relacionado con un mecanismo de accionamiento para abrir/cerrar aparellajes, tales como disyuntores para redes de transmisión y/o distribución de alta y media tensión.

Un disyuntor incluye de manera habitual un conjunto de polos que tienen, para cada fase, un contacto fijo y un contacto móvil. Este último se puede mover de manera habitual entre una primera posición, en la que está acoplado al contacto fijo, y una segunda posición, en la que está desacoplado de dicho contacto fijo, y realiza de ese modo la operación de apertura y cierre del disyuntor.

De manera habitual, existe un espacio limitado dentro del compartimento de un aparellaje o disyuntor, p. ej., un aparellaje aislado con gas. El espacio disponible en el interior de los aparellajes o disyuntores no solo debe contener todos los componentes necesarios, tales como el conjunto de accionamiento para el accionamiento, por ejemplo, los contactos móviles de los disyuntores, sino que al mismo tiempo cumple con los requisitos dieléctricos.

En consecuencia, se presenta el reto de proporcionar un conjunto de accionamiento que sea compacto, p. ej., que encaje dentro de un compartimento de un aparellaje, al tiempo que cumple con los requisitos dieléctricos. También se presenta el reto de mejorar la durabilidad, p. ej., en términos de deterioro mecánico, al tiempo que cumple con los requisitos dieléctricos. También se presenta el reto de mejorar la sincronicidad entre fases/polos, p. ej., durante las operaciones de apertura y cierre, al tiempo que se cumple con los requisitos dieléctricos.

El documento DE19716956 divulga un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Compendio de la invención

Habida cuenta de lo anterior se proporciona un conjunto de interruptor de acuerdo con la reivindicación 1.

De acuerdo con un aspecto se proporciona un conjunto de interruptor para sistemas de distribución de potencia, teniendo el conjunto de interruptor una palanca de impulsión, una biela de enlace y una unidad de interruptor, donde la unidad de interruptor tiene un contacto móvil y un contacto estacionario, teniendo el contacto móvil un vástago y pudiéndose mover a lo largo de un eje geométrico del contacto móvil; donde la palanca de impulsión está adaptada para ser impulsada por la biela de enlace con el fin de impulsar el vástago para que mueva el contacto móvil, donde la biela de enlace está conectada con la palanca de impulsión por medio de una conexión de enlace que permite al menos una rotación de la biela de enlace con relación a la palanca de impulsión, donde la palanca de impulsión está conectada con el vástago por medio de una conexión del vástago que permite al menos una rotación de la palanca de impulsión con relación al vástago, donde la palanca de impulsión está montada por medio de una articulación de revolución, permitiendo la articulación de revolución una rotación de la palanca de impulsión para transmitir un movimiento de la biela de enlace a un movimiento del vástago, donde un eje geométrico de rotación de la conexión de enlace, un eje geométrico de rotación de la articulación de revolución y un eje geométrico de rotación de la conexión del vástago son paralelos entre sí, donde la conexión de enlace se dispone en una ubicación axialmente intermedia entre la conexión del vástago y el contacto estacionario y donde la ubicación axialmente intermedia se define a lo largo del eje geométrico del contacto móvil.

En consecuencia, el conjunto de interruptor mejora en términos de al menos uno de, de manera conveniente en más de uno de, compacidad, durabilidad, sincronicidad y resistencia dieléctrica.

Las ventajas, las características, los aspectos y los detalles adicionales que se pueden combinar con las realizaciones descritas en la presente son evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes, la descripción y los dibujos.

Breve descripción de las figuras

Los detalles se describirán en lo que sigue haciendo referencia a las figuras, donde

la figura 1 muestra un conjunto de interruptor de acuerdo con las realizaciones descritas en la presente, la figura 2 muestra un conjunto de interruptor de acuerdo con las realizaciones descritas en la presente, la figura 3A muestra una carcasa de acuerdo con las realizaciones descritas en la presente, y

la figura 3B muestra una carcasa de acuerdo con las realizaciones descritas en la presente.

Descripción detallada de las figuras y las realizaciones

Ahora se hará referencia con detalle a las diversas realizaciones, uno o más ejemplos de las cuales se ilustran en cada figura. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación y no pretende ser limitante.

Dentro de la siguiente descripción de los dibujos, los mismos números de referencia hacen referencia a los mismos componentes o componentes similares. En general, se describen únicamente las diferencias con respecto a las realizaciones individuales. A menos que se especifique lo contrario, la descripción de una pieza o un aspecto en una realización también se aplica a una pieza o un aspecto correspondiente en otra realización.

Los números de referencia utilizados en las figuras son simplemente ilustrativos.

De acuerdo con aspectos o realizaciones descritas en la presente, un conjunto de interruptor se optimiza en términos de al menos uno de tamaño, resistencia dieléctrica y vida útil operativa.

Cada una de la figura 1 y la figura 2 muestra un conjunto de interruptor de acuerdo con las realizaciones descritas en la presente. El conjunto de interruptor puede ser para sistemas de distribución de potencia. En un ejemplo, el conjunto de interruptor puede ser adecuado para utilizar como aparellaje.

En la presente se describen realizaciones y ejemplos para proporcionar una cadena cinemática compacta.

El espacio limitado dentro de la caja 600, p. ej., el compartimento de gas, dificulta cumplir los requisitos dieléctricos para aparellajes compactos. Los componentes móviles o de accionamiento integrados en torno a la(s) biela(s) de empuje del(de los) interruptor(es) minimizan la altura total del conjunto y proporcionan un sistema operativo mecánico compacto (cadena cinemática).

Los interruptores se construyen de manera habitual con bielas de empuje y componentes de accionamiento bajo las piezas principales de los interruptores. Por lo tanto, es conveniente que el accionamiento de los interruptores (polos) se realice por medio de palanca(s) de impulsión, p. ej., componentes triangulares, que transforman los movimientos de impulsión horizontales en un accionamiento vertical.

La(s) palanca(s) de impulsión pueden pivotar en torno a un eje en la parte inferior del conjunto y puede transportar la carga estática/dinámica desde las bielas de empuje. La(s) palanca(s) de impulsión pueden estar enlazadas entre sí con un travesaño que se mueve horizontalmente, que puede encajar en el espacio disponible alrededor del vástago del contacto móvil, p. ej., las bielas de empuje de cada uno de los polos.

De manera conveniente, el conjunto, p. ej., la unidad de interruptor 200, que incluye, por ejemplo, el vástago 280, tiene una altura total pequeña.

El conjunto de interruptor incluye una unidad de interruptor 200. El conjunto de interruptor puede incluir una pluralidad de unidades de interruptor.

Por ejemplo, el conjunto de interruptor puede incluir tres unidades de interruptor, p. ej., una primera unidad de interruptor 200, una segunda unidad de interruptor y una tercera unidad de interruptor para una potencia trifásica. En consecuencia, el conjunto de interruptor puede incluir una primera palanca de impulsión 100 para la primera unidad de interruptor 200, una segunda palanca de impulsión para la segunda unidad de interruptor y una tercera palanca de impulsión para la tercera unidad de interruptor.

La pluralidad de unidades de interruptor se pueden disponer en una línea, por ejemplo, en una línea paralela a un eje geométrico de la biela de enlace 300.

En consecuencia, el conjunto de interruptor se puede configurar para un sistema de distribución de potencia trifásico. Por ejemplo, se proporciona una unidad de interruptor para cada fase de un sistema de distribución de potencia. El conjunto de interruptor incluye una unidad de interruptor 200. La unidad de interruptor 200 incluye un contacto estacionario 240 y un contacto móvil 260.

La unidad de interruptor 200 puede incluir una cubierta de interruptor 220. La cubierta de interruptor 220 puede ser de un material cerámico y/o un material de vidrio. La cubierta de interruptor 220 puede estar sellada herméticamente o configurada para estar sellada herméticamente. La cubierta de interruptor 220 puede ser impermeable frente a gases. El contacto móvil 260 se puede mover a lo largo de un eje geométrico del contacto móvil 262. En un estado cerrado de la unidad de interruptor 200, el contacto móvil 260 está en una posición que está en contacto con el contacto estacionario 240. En un estado abierto de la unidad de interruptor 200, el contacto móvil 260 está separado del contacto estacionario 240. El contacto móvil 260 puede estar conectado eléctricamente a un terminal por medio de un conductor flexible 264.

El conjunto de interruptor incluye una palanca de impulsión 100.

La palanca de impulsión 100 puede incluir una articulación de revolución 120. La palanca de impulsión 100 se puede montar por medio de la articulación de revolución 120, p. ej., en una carcasa 500. En un ejemplo, la articulación de revolución 120 puede incluir un eje. La articulación de revolución 120 puede permitir una rotación de la palanca de impulsión 100, p. ej., en torno a la articulación de revolución 120 o de un eje de la articulación de revolución 120.

La palanca de impulsión 100 se puede configurar de modo que pueda rotar en torno a la articulación de revolución 120. La palanca de impulsión 100 se puede configurar para transmitir un movimiento de la biela de enlace 300 a un movimiento del vástago 280.

En consecuencia, la palanca de impulsión 100 se puede montar por medio de una articulación de revolución 120, permitiendo la articulación de revolución 120 una rotación de la palanca de impulsión 100 para transmitir un movimiento de la biela de enlace 300 a un movimiento del vástago 280.

Se puede proporcionar una pluralidad de palancas de impulsión para cada unidad de interruptor 200. La figura 1 ilustra un ejemplo donde se proporcionan cuatro (o dos pares de) palancas de impulsión para cada unidad de interruptor 200. Las palancas de impulsión pueden estar conectadas conjuntamente de manera rígida. Las palancas de impulsión pueden ser paralelas entre sí. Las palancas de impulsión se pueden disponer a una distancia una de otra. Las palancas de impulsión se pueden configurar como un par, p. ej., especulares, o como tres o más.

El conjunto de interruptor incluye una biela de enlace 300.

La palanca de impulsión 100 puede estar conectada con la biela de enlace 300, por ejemplo, por medio de una conexión de enlace 320. La conexión de enlace 320 puede permitir la rotación de la biela de enlace 300 con relación a la palanca de impulsión 100. En un ejemplo, la conexión de enlace 320 puede ser una articulación de tipo de revolución. En consecuencia, la biela de enlace 300 puede estar conectada con la palanca de impulsión por medio de una conexión de enlace 320 que permite al menos una rotación de la biela de enlace 300 con relación a la palanca de impulsión 100.

La palanca de impulsión 100 se puede configurar de modo que sea impulsada por la biela de enlace 300. Por ejemplo, la conexión de enlace 320 está configurada para provocar que la palanca de impulsión 100 rote en torno a la articulación de revolución 120, cuando se mueve la biela de enlace 300. El movimiento de la biela de enlace 300 puede ser un movimiento esencialmente horizontal, por ejemplo, la componente horizontal del movimiento es más de un 50 %, de manera conveniente más de un 60 %, de manera más conveniente más de un 80 % o de manera aún más conveniente más de un 90 % de la magnitud total del movimiento.

La palanca de impulsión 100 puede estar conectada con una fuente de energía de accionamiento (no se muestra). Por ejemplo, la palanca de impulsión 100 puede estar conectada a la fuente de energía de accionamiento por medio de la biela de enlace 300.

Se puede proporcionar una fuente de energía de accionamiento para accionar el contacto móvil 260. La energía se puede transferir entre la fuente de energía de accionamiento por medio de un eje de accionamiento primario 420, una varilla de transferencia 440 y/o un eje de accionamiento secundario 460. La fuente de energía de accionamiento, el eje de accionamiento primario 420, la varilla de transferencia 440 y/o el eje de accionamiento secundario 460 se pueden disponer fuera de la caja 600.

En la presente se describen realizaciones de la palanca de impulsión 100.

Se puede definir una primera longitud 720 como una longitud axial entre la conexión de enlace 320 y la articulación de revolución 120. Se puede definir una segunda longitud axial 740 como una longitud axial del vástago 280 que se extiende fuera de una cubierta de interruptor 220, cuando la unidad de interruptor 200 está en un estado cerrado. Por otra parte, se puede definir una longitud axial como una longitud a lo largo del eje geométrico del contacto móvil 262, por ejemplo, a lo largo de una línea paralela al eje geométrico del contacto móvil 262.

La palanca de impulsión 100 se puede configurar, p. ej., en su disposición y geometría, de modo que la primera longitud axial 720 sea al menos la mitad de la segunda longitud axial 740. Por ejemplo, la conexión del vástago 282 y/o la conexión de enlace 320 se pueden disponer de modo que la primera longitud axial 720 sea al menos la mitad de la segunda longitud axial 740. En consecuencia, se reduce la fuerza requerida para impulsar la palanca de impulsión 100.

Como alternativa, o de manera adicional, la palanca de impulsión 100 se puede configurar, p. ej., en su disposición y geometría, de modo que la primera longitud axial 720 sea menor que la segunda longitud axial 740. Por ejemplo, la conexión del vástago 282 y/o la conexión de enlace 320 se pueden disponer de modo que la primera longitud axial sea al menos la mitad de la segunda longitud axial 740. En consecuencia, se reduce el movimiento de la biela de enlace 300 requerido para impulsar la palanca de impulsión 100.

En la presente se describen realizaciones adicionales de la palanca de impulsión 100.

Se puede definir una primera longitud de la palanca de impulsión 760 como una longitud desde la conexión del vástago 282 hasta la articulación de revolución 120. Se puede definir una segunda longitud de la palanca de impulsión 780 como una longitud desde la conexión de enlace 320 hasta la articulación de revolución 120. Por otra parte, se pueden definir una primera longitud de la palanca de impulsión 760 y/o una segunda longitud de la palanca de impulsión 780 como unas longitudes perpendiculares al eje geométrico de la articulación de revolución 120.

La palanca de impulsión 100 se puede configurar, p. ej., en su disposición y geometría, de modo que la primera longitud de la palanca de impulsión 760 sea menor que una segunda longitud de la palanca de impulsión 780. Por ejemplo, la conexión del vástago 282 y/o la articulación de revolución 120 se pueden disponer de modo que la primera longitud de la palanca de impulsión 760 sea menor que la segunda longitud de la palanca de impulsión 780. En consecuencia, se reduce la fuerza requerida para impulsar la conexión del vástago 282 y/o el vástago 280 conectado. En consecuencia, se mejora la durabilidad y la compacidad ya que se reducen los esfuerzos/requisitos mecánicos.

La biela de enlace 300 puede proporcionar una pluralidad de funciones. Por ejemplo, la biela de enlace 300 se forma de una pieza con una pluralidad de funciones. La biela de enlace 300 se puede moldear como una pieza. La biela de enlace 300 se puede formar con un polímero. Una biela de enlace 300 multifunción de una sola pieza es más firme o más rígida que una estructura multicomponente. Una biela de enlace 300 de una sola pieza también facilita y acelera el montaje, p. ej., ya que no son necesarios los ajustes entre piezas de una biela de enlace multicomponente.

El contacto móvil 260 incluye un vástago 280.

La palanca de impulsión 100 puede estar conectada con el contacto móvil 260, por ejemplo, por medio de un vástago 280 del contacto móvil 260. La palanca de impulsión 100 puede estar conectada con el vástago 280 por medio de una conexión del vástago 282. La conexión del vástago 282 puede permitir que el vástago 280 rote con relación a la palanca de impulsión 100. En un ejemplo, la conexión del vástago 282 puede ser una articulación de tipo de revolución. En consecuencia, la palanca de impulsión 100 puede estar conectada con el vástago 280 por medio de una conexión del vástago 282 que permita al menos una rotación de la palanca de impulsión 100 con relación al vástago 280.

La conexión del vástago 282 puede formar menos de 30 grados con respecto a una primera línea, p. ej., cuando la unidad de interruptor 200 está en un estado cerrado. Como alternativa, la conexión del vástago 282 puede formar menos de 25 grados con respecto a la primera línea, de manera conveniente menos de 20 grados con respecto a la primera línea, de manera aún más conveniente menos de 10 grados, p. ej., cuando la unidad de interruptor 200 está en un estado cerrado.

Como alternativa, la palanca de impulsión 100 se puede configurar, p. ej., en su disposión y geometría, de modo que la conexión del vástago 282 forme como máximo 30 grados con respecto a la primera línea. Como alternativa, la palanca de impulsión 100 se puede configurar de modo que la conexión del vástago 282 forme de manera conveniente como máximo 25 grados, de manera más conveniente como máximo 20 grados, de manera aún más conveniente como máximo 15 grados y de la manera más conveniente como máximo 10 grados con respecto a la primera línea.

La primera línea se puede definir como una línea que pasa a través de la articulación de revolución 120, p. ej., a través del centro de la articulación de revolución 120, que es perpendicular al eje geométrico de rotación de la articulación de revolución 120 y que es perpendicular al eje geométrico del contacto móvil 262. Como alternativa, la primera línea puede ser una línea horizontal, p. ej., con relación a la dirección de la gravedad o, p. ej., cuando el eje geométrico del contacto móvil 262 es una línea vertical.

El ángulo de la conexión del vástago 282 con la primera línea se puede definir como en una dirección angular hacia el contacto estacionario 240 o en una dirección angular hacia la conexión de enlace 320.

En consecuencia, el movimiento lateral, p. ej., el movimiento no paralelo al eje geométrico del contacto móvil 262, del vástago 280 y/o el contacto móvil 260 es ventajosamente pequeño.

La palanca de impulsión 100 se puede configurar para impulsar el vástago 280. Por ejemplo, la conexión del vástago 282 está configurada para provocar que se mueva el vástago 280 cuando se hace rotar la palanca de impulsión 100. El movimiento del vástago 280 puede ser un movimiento esencialmente vertical, por ejemplo, la componente vertical del movimiento es mayor de un 50 %, de manera conveniente mayor de un 60 %, de manera más conveniente mayor de un 80 % o de manera aún más conveniente mayor de un 90 % de la magnitud total del movimiento.

La palanca de impulsión 100 se puede configurar para que sea impulsada mediante la biela de enlace 300 con el fin de impulsar el vástago 280 para mover el contacto móvil 260.

La palanca de impulsión 100 se puede configurar para transformar un movimiento horizontal de una fuente de energía de accionamiento (no se muestra), p. ej., un mecanismo de resorte, en un accionamiento vertical de la unidad de interruptor 200 o en un movimiento del contacto móvil 260. En consecuencia, una fuente de energía de accionamiento puede accionar el contacto móvil 260 del conjunto de interruptor.

T al como se puede apreciar, existe más de una posible disposición de la posición de la palanca de impulsión 100, así como también de las posiciones de la conexión de enlace 320 y la conexión del vástago 282 en la palanca de impulsión 100, para transformar un movimiento esencialmente horizontal de la biela de enlace 300 en un movimiento esencialmente vertical del vástago 280.

En un ejemplo, las posiciones de la articulación de revolución 120, la conexión de enlace 320 y la conexión del vástago 282 en la palanca de impulsión 100 se disponen de modo que creen una forma triangular.

En otro ejemplo, la palanca de impulsión 100 puede ser especular, p. ej., lateralmente, por ejemplo, la articulación de revolución 120 se dispone a través del eje geométrico del contacto móvil 262. En este caso se invierte el movimiento de la biela de enlace 300 para cerrar y abrir la unidad de interruptor 200.

La palanca de impulsión 100 se puede disponer alrededor del contacto móvil 260, p. ej., alrededor del vástago 280 del contacto móvil 260.

La conexión de enlace 320 se puede disponer en una ubicación axialmente intermedia entre la conexión del vástago 282 y el contacto estacionario 240. La biela de enlace 300 se puede disponer en una ubicación axialmente intermedia entre la conexión del vástago 282 y el contacto estacionario 240. Se puede definir una ubicación axialmente intermedia a lo largo del eje geométrico del contacto móvil 262, por ejemplo, a lo largo de una línea paralela al eje geométrico del contacto móvil 262.

Como alternativa, o de manera adicional, la conexión de enlace 320 se puede disponer en una ubicación axialmente intermedia entre la articulación de revolución 120 y el contacto estacionario 240. La biela de enlace 300 se puede disponer en una ubicación axialmente intermedia entre la articulación de revolución 120 y el contacto estacionario 240. Se puede definir una ubicación axialmente intermedia a lo largo del eje geométrico del contacto móvil 262, por ejemplo, a lo largo de una línea paralela al eje geométrico del contacto móvil 262.

Como alternativa, o de manera adicional, al menos una de un grupo que incluye la biela de enlace 300, la conexión de enlace 320, la palanca de impulsión 100, la articulación de revolución 120 y la conexión del vástago 282, se dispone en una o varias ubicaciones axialmente intermedias entre una parte final inferior del vástago 280 y el contacto estacionario 240, p. ej., cuando la unidad de interruptor 200 está en un estado abierto. Una parte final inferior del vástago 280 es una parte final del vástago 280 que está más alejada del(de los) punto(s) del contacto móvil 260 que hace contacto con el contacto estacionario 240, una parte final del vástago 280 que está más alejada del contacto estacionario 240 o una parte final del vástago 280 que está fuera de la cubierta de interruptor 220.

Como alternativa, o de manera adicional, la conexión del vástago 282 en la palanca de impulsión 100 (o en una parte de la palanca de impulsión 100 que está conectada con el vástago 280) puede ser la parte de la palanca de impulsión 100 que está más alejada del contacto estacionario 240, p. ej., cuando la unidad de interruptor 200 está en un estado abierto.

Como alternativa, o de manera adicional, la articulación de revolución 120 de la palanca de impulsión 100 puede ser la parte de la palanca de impulsión 100 que está más alejada del contacto estacionario 240, p. ej., cuando la unidad de interruptor 200 está en un estado abierto.

En consecuencia, la altura del conjunto de interruptor es pequeña y el conjunto de interruptor se puede fabricar compacto.

En la presente se describen realizaciones y los ejemplos de una cadena cinemática energéticamente eficiente.

Se puede diseñar un sistema completo de piezas mecánicas móviles de modo que todos los vectores de fuerza actúen a lo largo de un mismo plano o paralelamente a este. En consecuencia, aumenta la utilización efectiva de energía en el mecanismo impulsor mecánico para abrir y cerrar la unidad de interruptor 200 y se reduce la pérdida de energía.

El mecanismo impulsor mecánico puede estar provisto de una fuente de energía de accionamiento, p. ej., resortes con un almacenamiento de energía elevado, que son más fuertes de lo necesario con el fin de abrir o cerrar la unidad de interruptor 200 con un margen de seguridad.

Las pérdidas de energía, por ejemplo, por fricción, en la cadena cinemática entre la fuente de energía de accionamiento (no se muestra), p. ej., el resorte de impulsión, y el vástago 280 del contacto móvil 260, p. ej., un kit de resorte de la biela de empuje, puede ser una razón para tener el margen de seguridad. De manera adicional, unas varillas de transferencia diferentes que actúan en diversas direcciones y formando diversos ángulos entre sí pueden consumir energía.

Tener una fuente de energía de accionamiento más fuerte, p. ej., unos resortes de impulsión más fuertes, que la necesaria crea un reto de resistencia mecánica, p. ej., debido a los grandes impactos y choques en el sistema. Por tanto, es ventajoso tener un(os) movimiento(s) lineal(es) directo(s), p. ej., en lugar de movimientos rotativos, por ejemplo, en el interior de la caja 600 (gas/estanca frente a gases), en la que todo el sistema de piezas mecánicas móviles puede ser tal que todos los vectores de fuerza actúen a lo largo de un mismo plano o paralelamente a este.

De esta forma, se reduce la pérdida por fricción y la energía en el mecanismo impulsor mecánico, p. ej., en un mecanismo impulsor mecánico accionado por resorte, se utiliza de manera eficaz.

El plano primario de los vectores de fuerza en el mecanismo impulsor mecánico se puede mantener a lo largo de toda la cadena cinemática. Por ejemplo, la fuerza se puede transferir entre una fuente de energía de accionamiento y el contacto móvil 260 mediante una biela de enlace 300 y la palanca de impulsión 100.

El eje geométrico de rotación de la articulación de revolución 120, el eje geométrico de rotación de la conexión de enlace 320 y el eje geométrico de rotación de la conexión del vástago 282 pueden ser paralelos entre sí.

De manera adicional, se puede configurar una fuente de energía de accionamiento (no se muestra), p. ej., un mecanismo de resorte y/o una palanca manual (o un motor de carga) para recargar un mecanismo de resorte, para que se mueva en una línea o plano paralelo al plano de movimiento de la menos uno de un grupo que incluye el contacto móvil 260, el vástago 280, la palanca de impulsión 100 y la biela de enlace 300.

De esta manera, el movimiento del contacto móvil 260, la fuerza operativa de los componentes cinemáticos de transferencia tales como el vástago 280, la palanca de impulsión 100, la biela de enlace 300, el resorte (no se muestra) y/o la palanca manual (o el motor de carga) se puede hacer que sea paralela al mismo plano. En consecuencia, se reducen las pérdidas de energía (cinética) a lo largo de la cadena cinemática, desde la fuente de energía de accionamiento hasta el contacto móvil 260.

En consecuencia, se reducen los impactos/choques mecánicos durante las operaciones de apertura y el cierre y se mejora la durabilidad. De manera adicional, se pueden reducir las exigencias mecánicas sobre los componentes mecánicos de impulsión tales como la biela de enlace 300, el(los) resorte(s) (no se muestra(n)) y mejorar la compacidad.

En la presente se describen realizaciones y ejemplos relacionados con una cadena cinemática resistente y eléctricamente aislada.

De manera habitual, en disyuntores se utilizan combinaciones de elementos constructivos tanto aislantes como conductores, donde los elementos constructivos conductores se eligen con frecuencia por sus propiedades mecánicas. Esos elementos constructivos conductores que solucionan una necesidad mecánica son con frecuencia desfavorables desde el punto de vista dieléctrico.

La utilización de materiales metálicos y acero termina en la mayoría de los casos con muchos controladores de campo añadidos de forma avanzada para mantener la resistencia dieléctrica necesaria en el interior de la caja 600. De manera adicional, la firmeza de una construcción multicomponente con frecuencia no es lo suficientemente buena como para lograr una sincronicidad adecuada entre las fases.

La utilización de materiales poliméricos proporciona ventajas en cuanto a la firmeza y la resistencia dieléctrica. Los materiales poliméricos tales como los plásticos termoestables también mejoran/reducen el número de piezas en el disyuntor ya que se diseña una gran funcionalidad en cada componente.

La construcción de los componentes de la cadena cinemática de transporte de carga utilizando materiales poliméricos termoestables resistentes proporciona una construcción firme, rígida y no conductora. En consecuencia, se pueden obtener ventajas en el coste, p. ej., coste de material, menor número de piezas, controlador de campo no necesario. El tiempo de ensamblaje también se reduce de manera ventajosa debido al menor número de piezas. Se mejora la resistencia dieléctrica mediante la utilización de materiales poliméricos. Se mejora la compacidad, ya que la cadena cinemática polimérica, tal com una biela de enlace 300 polimérica, mejora la resistencia dieléctrica lo que permite una disposición más compacta.

La construcción de la totalidad de la cadena cinemática de transporte de carga, p. ej., la palanca de impulsión 100 y la biela de enlace 300, utilizando materiales poliméricos termoestables resistentes proporciona de manera ventajosa una construcción firme, rígida y no conductora. En un ejemplo, la palanca de impulsión 100 y/o la biela de enlace 300 son de material polimérico.

El polímero, p. ej., un material termoestable, utilizado puede tener de manera ventajosa un módulo elástico elevado para conseguir firmeza y una deformación y/o contracción posterior pequeñas tras la fabricación. El material polimérico utilizado puede ser térmicamente estable, de bajo coste y/o tener una estructura molecular reticulada.

En un ejemplo, el polímero, p. ej., un material termoestable, puede tener un módulo elástico de al menos 1500 N/mm2, de manera conveniente al menos 3000 N/mm2, de manera más conveniente al menos 5000 N/mm2 y de la manera más conveniente al menos 10000 N/mm2. En consecuencia, se logra una construcción firme y se mejora la sincronicidad.

En un ejemplo, el polímero, p. ej., un material termoestable, puede tener una resistencia a tracción de al menos 20 N/mm2, de manera conveniente al menos 30 N/mm2, de manera más conveniente al menos 50 N/mm2 y de la manera más conveniente al menos 65 N/mm2. En consecuencia, se logra una construcción resistente y se mejora la compacidad.

En un ejemplo, el polímero, p. ej., un material termoestable, puede tener una contracción (cuando se moldea) de como máximo un 2 %, de manera conveniente como máximo un 1 %, de manera más conveniente como máximo un 0.5 % y de la manera más conveniente como máximo un 0.12 %. En consecuencia, se reduce el esfuerzo residual, por tanto, se mejora la integridad/resistencia mecánica y, por tanto, se mejora la compacidad. Además, se mejora la tolerancia del conjunto, por tanto, se mejora el ajuste del conjunto y, por tanto, se mejora la firmeza.

En un ejemplo, se pueden utilizar polímeros con de un 20 % a un 70 % de refuerzo de fibra de vidrio. Se pueden utilizar el poliéster o la resina epoxi como material para la matriz. El material para la matriz puede tener una estructura molecular reticulada.

Como alternativa al material termoestable, o además del material termoestable, se puede utilizar un polímero termoplástico (de alto rendimiento), tal como un policarbonato (PC) reforzado con fibra de vidrio o tereftalato de polibutileno (p Bt ).

En consecuencia, se proporcionan ventajas tales como piezas multifunción para tener un menor número de piezas, mejorar la firmeza, mejorar la sincronicidad y tener un conjunto de interruptor compacto, así como también mejorar una propiedad dieléctrica para mejorar la resistencia dieléctrica del conjunto de interruptor compacto.

Se pueden utilizar materiales poliméricos para fabricar componentes tales como la biela de enlace 300 y la palanca de impulsión 100 por medio de moldeo por compresión, moldeo por inyección y/o pultrusión de perfiles.

En la presente se describen realizaciones de la unidad de interruptor.

La unidad de interruptor 200 se puede montar en cualquiera de un disyuntor aislado con gas o un disyuntor aislado con aire. Por ejemplo, la caja 600 se puede configurar para que contenga un aislamiento de gas o un aislamiento de aire.

La unidad de interruptor 200 puede ser un interruptor de vacío. Por ejemplo, la unidad de interruptor 200 puede incluir una carcasa de interruptor 220 para contener un vacío. En consecuencia, la unidad de interruptor 200 puede ser adecuada para disyuntores y/o una tensión nominal más elevada (con relación a una de tipo inyector).

Como alternativa, la unidad de interruptor 200 puede ser un conmutador de tipo inyector. Por ejemplo, la unidad de interruptor 200 puede incluir una cubierta de interruptor 220 para contener gas o aire aislante. En consecuencia, la unidad de interruptor 200 puede ser adecuada para seccionadores y/o una tensión nominal más baja (con relación a una de vacío).

En la presente se describen realizaciones y ejemplos relacionados con elementos sometidos a desgaste no conductores.

Los elementos constructivos de transporte de carga son con frecuencia de acero y/o material metálico, con propiedades mecánicas ventajosas aunque con propiedades dieléctricas desfavorables en aplicaciones de media tensión y alta tensión.

De manera adicional, a partir de un ensayo de resistencia mecánica, los elementos sometidos a desgaste tales como los rodamientos y acoplamientos fabricados con elementos conductores tales como acero, cobre y bronce puede producir partículas conductoras. Las partículas conductoras en la caja 600, p. ej., el compartimento del gas, producen efectos negativos en términos de resistencia dieléctrica.

Se puede mejorar la resistencia al desgaste. Como alternativa, o de manera adicional, los elementos sometidos a desgaste, p. ej., en las piezas móviles, es conveniente que utilicen materiales poliméricos. Más conveniente es la utilización de elementos sometidos a desgaste poliméricos en ubicaciones críticas desde el punto de vista dieléctrico.

En un ejemplo, la articulación de revolución 120 y/o la conexión de enlace 320 pueden ser de un material polimérico. Por ejemplo, se pueden utilizar rodamientos poliméricos en la articulación de revolución 120 y/o la conexión de enlace 320. En consecuencia, no se producen partículas conductoras, p. ej., en la caja 600 y se mejora la resistencia dieléctrica.

La unidad de rodamientos y/o el eje de la conexión del vástago 282, que pueden estar en una parte inferior del vástago 280, p. ej., en una parte final del vástago 280, pueden ser de metal, p. ej., bronce. El vástago 280 también puede ser de metal, p. ej., cobre, acero o bronce. El vástago 280 y/o la conexión del vástago 282 pueden ser conductores debido a que pueden estar eléctricamente apantallados por la unidad de interruptor 200 relativamente más grande, p. ej., por el contacto móvil 260 de la unidad de interruptor 200. En consecuencia, se proporciona una robustez mecánica rentable.

Por otra parte, los elementos sometidos a desgaste poliméricos, p. ej., los rodamientos poliméricos, son ventajosos en términos de coste y resistencia al desgaste. A partir de ensayos de resistencia al desgaste, para diez mil operaciones con una carga mecánica más elevada de la esperada durante el funcionamiento normal, no presentan ningún desgaste que se pueda medir y presentan un rendimiento mecánico sobresaliente.

En consecuencia, la utilización de materiales poliméricos en elementos sometidos a desgaste tales como en la articulación de revolución 120, y/o la conexión de enlace 320, es ventajosa en términos de integridad estructural, aislamiento eléctrico y rendimiento mecánico.

Por otra parte, los elementos sometidos a desgaste de la carcasa 500, p. ej., los ejes portantes o las interfaces de anclaje también pueden ser de material polimérico. Las interfaces de anclaje incluyen la interfaz de anclaje del interruptor 510, la interfaz de anclaje de la palanca de impulsión 520, la interfaz de anclaje del conductor flexible 530 y la interfaz de anclaje de la caja 540.

Cada una de la figura 3A y la figura 3B muestra una carcasa de acuerdo con las realizaciones descritas en la presente.

Las estructuras de la carcasa pueden ser distintas interfaces para anclar los diversos componentes y para anclarla a la caja 600 que encierra el conjunto de interruptor. En consecuencia, las estructuras de la carcasa incluyen de manera habitual distintas piezas diferentes que se deben ensamblar. Un gran número de piezas hace que el ensamblaje requiera bastante tiempo y sea complejo debido al ajuste de los polos.

Por otra parte, las estructuras de la carcasa para conjuntos de interruptor soportan de manera habitual tanto cargas estáticas como dinámicas. En consecuencia, se utiliza de manera habitual acero/material metálico con sus propiedades mecánicas ventajosas aunque con propiedades dieléctricas desfavorables.

El conjunto de interruptor puede incluir una carcasa 500.

La carcasa 500 puede ser un bastidor o una estructura de soporte. La carcasa 500 se puede configurar para alojar el conjunto de interruptor, tal como la palanca de impulsión 100 y/o al menos parte de la biela de enlace 300.

La carcasa 500 se puede fabricar de una sola pieza. En consecuencia, se proporciona una construcción firme desde el punto de vista torsional con una carcasa de absorbancia/pérdida de energía (mecánica) baja.

La carcasa 500 puede ser de un material polimérico. En consecuencia, la carcasa 500 mejora la resistencia dieléctrica ya que no son necesarios elementos de fijación metálicos. Las propiedades dieléctricas mejoradas también mejoran la compacidad del conjunto de interruptor.

La carcasa 500 puede incluir una interfaz de anclaje de la unidad interruptora 510 para anclar la unidad de interruptor 200, una interfaz de anclaje de la palanca de impulsión 520 para anclar la palanca de impulsión 100, una interfaz de anclaje del conductor flexible 530 para anclar un conductor flexible 264 y/o una interfaz de anclaje de la caja 540 para anclarse a la caja 600.

La carcasa 500 se puede configurar para anclar elementos del conjunto de interruptor y/o estar anclada a una caja 600. Por ejemplo, la carcasa 500 se fabrica de una sola pieza con distintas interfaces de anclaje.

La carcasa 500 puede incluir al menos una abertura de ventilación 550 para la disipación del calor.

En consecuencia, se mejoran la firmeza, el número de piezas, la cadena de tolerancias, el ensamblaje, la propiedad dieléctrica y el coste ya que las distintas funciones, p. ej., los diversos anclajes y la ventilación, son proporcionadas de manera simultánea por una carcasa 500 polimérica de una sola pieza. Una mejor propiedad dieléctrica también hace posible un conjunto de interruptor compacto.

Números de referencia:

100 Palanca de impulsión

120 Articulación de revolución

200 Unidad de interruptor

220 Cubierta de interruptor

240 Contacto estacionario

260 Contacto móvil

262 Eje geométrico del contacto móvil

264 Conductor flexible

280 Vástago

282 Conexión del vástago

300 Biela de enlace

320 Conexión de enlace

420 Eje de accionamiento primario

440 Varilla de transferencia

460 Eje de accionamiento secundario

500 Carcasa

510 Interfaz de anclaje de la unidad de interruptor

520 Interfaz de anclaje de la palanca de impulsión

530 Interfaz de anclaje del conductor flexible

540 Interfaz de anclaje de la caja

550 Abertura de ventilación

600 Caja

720 Primera longitud axial

740 Segunda longitud axial

760 Primera longitud de la palanca de impulsión

780 Segunda longitud de la palanca de impulsión

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de interruptor para sistema de distribución de potencia, comprendiendo el conjunto de interruptor una palanca de impulsión (100), una biela de enlace (300) y una unidad de interruptor (200),

donde la unidad de interruptor (200) comprende un contacto móvil (260) y un contacto estacionario (240), teniendo el contacto móvil (260) un vástago (280) y pudiéndose mover a lo largo de un eje geométrico del contacto móvil (262);

donde la palanca de impulsión (100) está adaptada para ser impulsada por la biela de enlace (300) para impulsar el vástago (280) con el fin de que mueva el contacto móvil (260),

donde la biela de enlace (300) está conectada con la palanca de impulsión (100) por medio de una conexión de enlace (320) que permite al menos una rotación de la biela de enlace (300) con relación a la palanca de impulsión (100),

donde la palanca de impulsión (100) está conectada con el vástago (280) por medio de una conexión del vástago (282) que permite al menos una rotación de la palanca de impulsión (100) con relación al vástago (280),

donde la palanca de impulsión (100) se monta por medio de una articulación de revolución (120), permitiendo la articulación de revolución (120) una rotación de la palanca de impulsión (100) para transmitir un movimiento de la biela de enlace (300) a un movimiento del vástago (280),

donde un eje geométrico de rotación de la conexión de enlace (320), un eje geométrico de rotación de la articulación de revolución (120) y un eje geométrico de rotación de la conexión del vástago (282) son paralelos entre sí,

donde la conexión de enlace (320) se dispone en una ubicación axialmente intermedia entre la conexión del vástago (282) y el contacto estacionario (240), y

caracterizado por que

la ubicación axialmente intermedia se define a lo largo del eje geométrico del contacto móvil (262).

2. El conjunto de interruptor de acuerdo con la reivindicación 1, donde la palanca de impulsión (100) se monta en una carcasa (500) por medio de la articulación de revolución (120).

3. El conjunto de interruptor de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde la conexión del vástago (282) forma menos de 30 grados con respecto a una primera línea que pasa a través de la articulación de revolución (120) cuando la unidad de interruptor (200) está en un estado cerrado, donde la primera línea es perpendicular al eje geométrico de rotación de la articulación de revolución (120) y perpendicular al eje geométrico del contacto móvil (262).

4. El conjunto de interruptor de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde la unidad de interruptor (200) se monta en cualquiera de un disyuntor aislado con gas o un disyuntor aislado con aire.

5. El conjunto de interruptor de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde la unidad de interruptor (200) es un interruptor de vacío y comprende una cubierta de interruptor (220) para contener un vacío, o donde la unidad de interruptor (200) es un conmutado de tipo inyector y comprende una cubierta de interruptor (220) para contener el gas o aire aislante.

6. El conjunto de interruptor de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde la conexión del vástago (282) y/o la conexión de enlace (320) son articulaciones de tipo de revolución.

7. El conjunto de interruptor de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde una primera longitud axial (720) es al menos la mitad de una segunda longitud axial (740) y/o la primera longitud axial (720) es menor que la segunda longitud axial (740), donde la primera longitud axial (720) es una longitud axial entre la conexión de enlace (320) y la articulación de revolución (120), donde la segunda longitud axial (740) es una longitud axial del vástago (280) que se extiende fuera de una cubierta de interruptor (220) cuando la unidad de interruptor (200) está en un estado cerrado y donde la longitud axial es una longitud a lo largo del eje geométrico del contacto móvil (262).

8. El conjunto de interruptor de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde una primera longitud de la palanca de impulsión (760) es menor que una segunda longitud de la palanca de impulsión (780), donde la primera longitud de la palanca de impulsión (760) es una longitud desde la conexión del vástago (282) hasta la articulación de revolución (120) y donde la segunda longitud de la palanca de impulsión (780) es una longitud desde la conexión de enlace (320) hasta la articulación de revolución (120).

9. El conjunto de interruptor de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende además una segunda unidad de interruptor y una tercera unidad de interruptor, y una segunda palanca de impulsión para la segunda unidad de interruptor y una tercera palanca de impulsión para la tercera unidad de interruptor.

10. El conjunto de interruptor de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde al menos una de un grupo que comprende la palanca de impulsión (100), la biela de enlace (300), la articulación de revolución (120) y la conexión de enlace (320) es de un material polimérico.

11. El conjunto de interruptor de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende además la carcasa (500) para alojar el conjunto de interruptor, y opcionalmente para alojar al menos una de un grupo que comprende la palanca de impulsión (100), y al menos parte de la biela de enlace (300).

12. El conjunto de interruptor de acuerdo con la reivindicación 11, donde la carcasa (500) se fabrica de una sola pieza y/o la carcasa (500) es de un material polimérico.

13. El conjunto de interruptor de acuerdo con las reivindicaciones 11 o 12, donde la carcasa (500) comprende al menos una abertura de ventilación (550).

14. El conjunto de interruptor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, donde la carcasa (500) comprende al menos una de un grupo que comprende una interfaz de anclaje de la unidad de interruptor (510) para anclar la unidad de interruptor (200), una interfaz de anclaje de la palanca de impulsión (520) para anclar la palanca de impulsión (100), una interfaz de anclaje del conductor flexible (530) para anclar un conductor flexible (264) y una interfaz de anclaje de la caja (540) para anclarla a la caja (600).

15. El conjunto de interruptor de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el conjunto de interruptor está configurado para sistemas de distribución de potencia de media y/o alta tensión.