ES2942649T3 - Aparato para operar un dispositivo de conmutación eléctrica - Google Patents

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Hua Zhao
Xiaoli Yang
Zhipeng Yuan
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Abstract

Las realizaciones de la presente divulgación se refieren a un aparato para operar un dispositivo de conmutación eléctrica. El aparato comprende: un eje principal configurado para girar a una pluralidad de posiciones predeterminadas para cambiar un estado del dispositivo de conmutación eléctrica; un motor configurado para hacer girar el eje principal a través de un mecanismo de transmisión cuando el aparato funciona en un modo de funcionamiento eléctrico; un mecanismo de frenado configurado para frenar el motor en respuesta al giro del eje principal a cada una de la pluralidad de posiciones predeterminadas cuando el aparato funciona en el modo de funcionamiento eléctrico; un disco acoplado al eje principal y que puede girar junto con el eje principal, comprendiendo el disco una pluralidad de piezas de bloqueo y una pluralidad de ranuras entre la pluralidad de piezas de bloqueo; (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato para operar un dispositivo de conmutación eléctrica
Campo
Las realizaciones de la presente divulgación generalmente se refieren al campo de los dispositivos de accionamiento de conmutadores eléctricos y, más particularmente, a un aparato para operar un dispositivo de conmutación eléctrica.
Antecedentes
Dispositivos de distribución se proporcionan en sistemas de energía eléctrica de alta tensión para permitir que el equipo aguas abajo sea desactivado y aislado para permitir, por ejemplo, la reparación, el mantenimiento o la instalación de un nuevo componente. En el dispositivo de distribución, un componente eléctrico normalmente se conecta a una fuente de alimentación a través de un conmutador de seccionador y a tierra a través de un seccionador de conexión a tierra. Ambos conmutadores de seccionador y de conexión a tierra son interruptores, cada uno de los cuales comprende un contacto fijo y un contacto móvil que es móvil con respecto al contacto fijo. En condiciones normales de funcionamiento, el conmutador de seccionador del componente eléctrico está cerrado y el conmutador de conexión a tierra está abierto. En algunos casos, sin embargo, es necesario abrir el conmutador de seccionador y cerrar el conmutador de conexión a tierra con fines de prueba/mantenimiento.
Convencionalmente, existen muchos mecanismos de operación que comprenden un medio de accionamiento para operar los conmutadores de seccionador y de conexión a tierra. Una función principal de los mecanismos de operación es proporcionar una salida de ángulo, par y velocidad precisos para los conmutadores de seccionador y de conexión a tierra. Sin embargo, los mecanismos operativos existentes incluyen una gran cantidad de componentes y tienen una estructura compleja, lo que aumenta la probabilidad de mal funcionamiento. Además, debido a la gran cantidad de componentes, el mecanismo de operación ocupa un espacio significativo en la carcasa del dispositivo de distribución.
El documento DE 4142548 A1 describe un conmutador de línea aérea que tiene una carcasa en forma de caja soportada sobre rieles. Dentro de la carcasa hay un motor eléctrico con su salida acoplada a un tornillo sinfín y a un piñón, a un árbol central en un tubo. El extremo del árbol tiene un brazo que se gira a través de un arco para operar los contactos de aislamiento. Dentro de la carcasa hay una serie de conmutadores de límite que limitan el movimiento del árbol y controlan el acceso a la carcasa. El árbol también puede ser operado por una entrada manual.
El documento WO 2005/050684 A1 describe un accionamiento inductivo para un conmutador de seccionador y/o de conexión a tierra cuyos elementos de contacto dispuestos en una carcasa de cámara de conmutación se pueden accionar a través de un árbol aislante. Dicho árbol aislante está conectado directamente con un árbol de rotor de un motor de par, cuyo rotor está provisto de un imán permanente y cuyo devanado de estator está fijado a la carcasa de accionamiento que está conectada con la carcasa de la cámara de conmutación.
Por lo tanto, existe la necesidad de un mecanismo operativo mejorado para accionar el conmutador de seccionador y/o el conmutador de conexión a tierra dispuesto en el dispositivo de distribución.
Sumario
En vista de los problemas anteriores, varias realizaciones de ejemplo de la presente divulgación proporcionan un mecanismo operativo mejorado para accionar un dispositivo de conmutación eléctrica, que tiene una estructura simple, emplea menos cantidad de componentes, tiene un mantenimiento fácil, es rentable y permite que un usuario tenga un control preciso sobre el funcionamiento del dispositivo de conmutación eléctrica.
La invención se define por las características de la reivindicación independiente.
En un primer aspecto de la presente divulgación, las realizaciones de ejemplo de la presente divulgación proporcionan un aparato para operar un dispositivo de conmutación eléctrica. El aparato comprende: un árbol principal configurado para girar a una pluralidad de posiciones predeterminadas para cambiar un estado del dispositivo de conmutación eléctrica; un motor configurado para hacer girar el árbol principal a través de un mecanismo de transmisión cuando el aparato funciona en un modo de funcionamiento eléctrico; un mecanismo de frenado configurado para frenar el motor en respuesta al giro del árbol principal a cada una de la pluralidad de posiciones predeterminadas cuando el aparato funciona en el modo de funcionamiento eléctrico; un disco acoplado al árbol principal y que puede girar junto con el árbol principal, comprendiendo el disco una pluralidad de piezas de bloqueo y una pluralidad de ranuras entre la pluralidad de piezas de bloqueo; y una palanca manual que comprende una parte giratoria y una parte saliente dispuesta en un extremo de la parte giratoria, donde en un modo de funcionamiento manual del aparato, la parte saliente está configurada para poder girar dentro del disco a través de una de la pluralidad de ranuras cuando el árbol principal está ubicado en una de la pluralidad de posiciones predeterminadas, y ser capaz de deslizarse hacia fuera del disco a través de otra de la pluralidad de ranuras cuando el árbol principal gira a otra de la pluralidad de posiciones predeterminadas.
De acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación, en el modo de funcionamiento manual del aparato, un operador puede girar la palanca manual de manera que su parte saliente gire hacia el disco a través de una de la pluralidad de ranuras y sea bloqueada por una de la pluralidad de partes de bloqueo, y una vez que se alcanza la posición deseada, la parte saliente puede deslizarse fuera del disco a través de otra de la pluralidad de ranuras. De esta forma, el aparato puede indicar automáticamente si la operación manual del aparato ha alcanzado la posición deseada, permitiendo así un control preciso sobre la operación del dispositivo de conmutación eléctrica.
En algunas realizaciones, el aparato comprende, además: una placa base; y un árbol giratorio acoplado a la placa base y que puede girar con respecto a la placa base, en el que la parte giratoria de la palanca manual está fijada en el árbol giratorio y giratoria junto con el árbol giratorio.
En algunas realizaciones, el árbol giratorio es un árbol de levas, el aparato comprende además un primer microconmutador configurado para ser activado por el árbol de levas cuando la parte saliente de la palanca manual gira hacia el disco en el modo de operación manual del aparato, y el mecanismo de frenado está configurado para ser liberado en respuesta a que el árbol de levas active el primer microconmutador.
En algunas realizaciones, el aparato comprende además un primer resorte configurado para devolver la palanca manual a su posición inicial cuando la parte saliente se desliza fuera del disco.
En algunas realizaciones, el disco comprende además una pluralidad de orificios de bloqueo, y el aparato comprende, además: un pasador de bloqueo configurado para insertarse en uno de la pluralidad de orificios de bloqueo durante la revisión del dispositivo de conmutación eléctrica; y un elemento de bloqueo configurado para bloquear el pasador de bloqueo cuando el pasador de bloqueo se inserta en uno de la pluralidad de orificios de bloqueo.
En algunas realizaciones, el elemento de bloqueo es un candado.
En algunas realizaciones, el aparato comprende, además: un elemento de activación dispuesto en el pasador de bloqueo y que se puede mover junto con el pasador de bloqueo; y un segundo microconmutador configurado para ser activado por el elemento de activación cuando el pasador de bloqueo se inserta en uno de la pluralidad de orificios de bloqueo, en el que el motor está configurado para apagarse en respuesta a que el segundo microconmutador sea activado por el elemento de activación.
En algunas realizaciones, el aparato comprende, además: un segundo resorte configurado para devolver el pasador de bloqueo a su posición inicial cuando el pasador de bloqueo se libera de uno de la pluralidad de orificios de bloqueo.
En algunas realizaciones, el mecanismo de transmisión comprende: un engranaje helicoidal dispuesto en el árbol principal y que puede girar junto con el árbol principal; un tornillo sinfín que se extiende en una dirección perpendicular al árbol principal y acoplado con el tornillo sinfín; y un conjunto de engranajes acoplados entre el tornillo sinfín y un árbol de salida del motor.
En algunas realizaciones, el conjunto de engranajes comprende: un primer engranaje engranado con el árbol de salida del motor; y un segundo engranaje dispuesto sobre el tornillo sinfín y engranado con el primer engranaje.
En algunas realizaciones, el aparato comprende, además: una placa de bloqueo dispuesta delante del tornillo sinfín y provista de un orificio para el mango en el que se puede insertar una herramienta para hacer girar el tornillo sinfín; y un mecanismo de bloqueo configurado para bloquear al menos parcialmente el orificio para el mango cuando el aparato funciona en el modo operativo eléctrico y abre el orificio para el mango cuando el aparato funciona en el modo operativo manual.
En algunas realizaciones, el mecanismo de bloqueo comprende: una barrera configurada para bloquear al menos parcialmente el orificio para el mango cuando la barrera está en su posición inicial; un electroimán configurado para encenderse cuando el aparato funciona en el modo de funcionamiento manual para atraer la barrera para que se aleje del orificio para el mango y apagarse cuando el aparato funciona en el modo de funcionamiento eléctrico; y un tercer resorte configurado para devolver la barrera a su posición inicial cuando se apaga el electroimán.
En algunas realizaciones, el aparato comprende además un conmutador auxiliar configurado para detectar la posición del árbol principal cuando el aparato funciona en el modo de funcionamiento eléctrico, en el que el motor está configurado para apagarse en respuesta a que el conmutador auxiliar detecta que el árbol principal ha sido girado a una de la pluralidad de posiciones predeterminadas, y donde el mecanismo de frenado está configurado para frenar el motor en respuesta a que el conmutador auxiliar detecta que el árbol principal ha sido girado a una de la pluralidad de posiciones predeterminadas.
En algunas realizaciones, el dispositivo de conmutación eléctrica comprende al menos un conmutador seccionador y un conmutador de conexión a tierra.
En algunas realizaciones, el disco comprende además un orificio de montaje adecuado para acoplar el disco al árbol principal.
En algunas realizaciones, el orificio de montaje es un orificio abierto o un orificio cerrado.
En algunas realizaciones, el aparato comprende además un adaptador dispuesto en el árbol principal y configurado para ajustar la posición de montaje del disco en el árbol principal, en el que el disco se fija en el adaptador a través del orificio de montaje.
En algunas realizaciones, el aparato comprende además un indicador de posición dispuesto en el árbol principal y configurado para indicar la posición del árbol principal.
En algunas realizaciones, el aparato comprende además un mango manual configurado para liberar el mecanismo de frenado cuando se produce un corte de energía en el aparato.
Debe entenderse que la sección del sumario no pretende identificar las características clave o esenciales de las realizaciones de la presente divulgación, ni pretende utilizarse para limitar el ámbito de la presente divulgación. Otras características de la presente divulgación serán fácilmente comprensibles a través de la siguiente descripción. Descripción de los dibujos
A través de las siguientes descripciones detalladas con referencia a los dibujos adjuntos, los anteriores y otros objetivos, características y ventajas de las realizaciones de ejemplo divulgadas en el presente documento serán más comprensibles. En los dibujos, varias realizaciones de ejemplo divulgadas en el presente documento se ilustrarán a modo de ejemplo y de manera no limitativa, en las que:
La Fig. 1 es una vista en perspectiva que ilustra un aparato para operar un dispositivo de conmutación eléctrica de acuerdo con realizaciones de la presente divulgación;
Las Figs. 2-4 ilustran una estructura interna del aparato como se muestra en la Fig. 1 desde diferentes perspectivas; Las Figs. 5 y 6 ilustran algunos detalles estructurales del aparato como se muestra en la Fig. 2-4 desde diferentes perspectivas;
La Fig. 7 es una vista inferior del aparato que se muestra en la Fig. 1;
La Fig. 8 es un diagrama ampliado del disco en el aparato como se muestra en las Figs. 1-7;
Las Figs. 9-11 son vistas en perspectiva que ilustran el disco de acuerdo con otras realizaciones de la presente divulgación;
Las Figs. 12 y 13 ilustran un proceso de ajuste de la palanca manual;
Las Figs. 14 y 15 ilustran una disposición de ejemplo de un mecanismo de bloqueo para bloquear un orificio para el mango en el que se puede insertar una herramienta para hacer girar el tornillo sinfín;
La Fig. 16 es una vista esquemática que ilustra una disposición relativa del pasador de bloqueo, el elemento de activación y el segundo microconmutador del aparato como se muestra en la Fig. 6; y
La Fig. 17 es una vista esquemática que ilustra el bloqueo del pasador de bloqueo con el soporte a través del elemento de bloqueo.
A lo largo de los dibujos, se utilizan símbolos de referencia iguales o similares para indicar elementos iguales o similares.
Descripción detallada de las realizaciones
Los principios de la presente divulgación se describirán ahora con referencia a varias realizaciones de ejemplo que se muestran en los dibujos. Aunque las realizaciones de ejemplo de la presente divulgación se ilustran en los dibujos, debe entenderse que las realizaciones se describen solo para facilitar a los expertos en la técnica una mejor comprensión y, por lo tanto, lograr la presente divulgación, en lugar de limitar el ámbito de la divulgación de cualquier manera.
El término "comprende" o "incluye" y sus variantes deben leerse como términos abiertos que significan "incluye, pero no se limita a". El término "o" debe leerse como "y/o" a menos que el contexto indique claramente lo contrario. El término "basado en" debe interpretarse como "basado al menos en parte en". El término ser operable para significa que una función, una acción, un movimiento o un estado puede lograrse mediante una operación inducida por un usuario o un mecanismo externo. El término "una realización" debe leerse como "al menos una realización". El término "otra realización" debe leerse como "al menos otra realización". Los términos "primero", "segundo" y similares pueden referirse a objetos diferentes o iguales. A continuación, se pueden incluir otras definiciones, explícitas e implícitas. La definición de un término es consistente a lo largo de la descripción a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
De aquí en adelante, los principios de la presente divulgación se describirán en detalle con referencia a las Figs. 1-17. Haciendo referencia a las Figs. 1-7 en primer lugar, la Fig. 1 es una vista en perspectiva que ilustra un aparato 100 para operar un dispositivo de conmutación eléctrica de acuerdo con realizaciones de la presente divulgación, las Figs.
2-4 ilustran una estructura interna del aparato 100 como se muestra en la Fig. 1 desde diferentes perspectivas, las Figs. 5 y 6 ilustran algunos detalles estructurales del aparato 100 como se muestra en las Figs. 2-4 desde diferentes perspectivas, y la Fig. 7 es una vista inferior del aparato 100 como se muestra en la Fig. 1.
En las Figs. 1 -7, el dispositivo de conmutación eléctrica no se muestra, para evitar oscurecer los detalles estructurales del aparato 100. De acuerdo con realizaciones de la presente divulgación, el dispositivo de conmutación eléctrica puede incluir al menos uno de un conmutador seccionador y un conmutador de conexión a tierra. Los seccionadores y seccionadores de conexión a tierra son conocidos en la técnica, y sus estructuras y operaciones específicas no se describirán en detalle en el presente documento. En algunas realizaciones, el aparato 100 puede operar el conmutador de desconexión o el conmutador de conexión a tierra por separado. En otras realizaciones, el aparato 100 puede operar una combinación del seccionador y los conmutadores de conexión a tierra. Debe entenderse que los seccionadores y los conmutadores de conexión a tierra son ejemplos y que se pueden utilizar otros tipos de dispositivos de conmutación eléctrica sin apartarse del ámbito de la presente divulgación.
Como se muestra en la Fig. 1, el aparato 100 incluye un recinto 1 configurado para recibir algunos componentes del aparato 100. Para ilustrar claramente la estructura interna del aparato 100, el recinto 100 se retira en las Figs. 2-4.
Como se muestra en las Figs. 2-7, el aparato 100 incluye un árbol principal 7. El árbol principal 7 es un árbol de salida del aparato 100. Un extremo inferior del árbol principal 7 debe acoplarse al dispositivo de conmutación eléctrica, como el conmutador seccionador y/o el conmutador de conexión a tierra, para suministrar salida angular, par y velocidad para el dispositivo de conmutación eléctrica. Durante el funcionamiento del aparato 100, el árbol principal 7 puede girar a una pluralidad de posiciones predeterminadas para cambiar el estado del dispositivo de conmutación eléctrica, por ejemplo, entre un estado abierto, un estado cerrado y un estado de conexión a tierra. En algunas realizaciones, el árbol principal 7 se puede girar a tres posiciones predeterminadas, por ejemplo, una primera posición correspondiente al estado abierto del dispositivo de conmutación eléctrica, una segunda posición correspondiente al estado cerrado del dispositivo de conmutación eléctrica y una tercera posición. correspondiente al estado de conexión a tierra del dispositivo de conmutación eléctrica. Sin embargo, debe entenderse que las tres posiciones predeterminadas son simplemente un ejemplo y que el árbol principal 7 se puede girar a más o menos de tres posiciones predeterminadas, como dos, cuatro, cinco o más, de acuerdo con los requisitos de ajuste del dispositivo de conmutación eléctrica.
Durante el funcionamiento del aparato 100, la posición del árbol principal 7 puede indicarse mediante un indicador. Por ejemplo, en algunas realizaciones, como se muestra en la Fig. 1, el aparato 100 incluye además un indicador de posición 2 configurado para indicar la posición del árbol principal 7. El indicador de posición 2 puede estar dispuesto en un extremo superior del árbol principal 7 y es visible a través de una ventana en el recinto 1.
Según realizaciones de la presente divulgación, el aparato 100 puede hacer funcionar el dispositivo de conmutación eléctrica en un modo de funcionamiento eléctrico o en un modo de funcionamiento manual. En el modo de operación eléctrica, el árbol principal 7 puede ser accionado por un motor 5 a través de un mecanismo de transmisión, y en el modo de operación manual, el árbol principal 7 puede ser girado por el operador manualmente.
En algunas realizaciones, como se muestra en las Figs. 5 y 6, el mecanismo de transmisión incluye un engranaje helicoidal (no mostrado) dispuesto en el árbol principal 7, un tornillo sinfín 22 enganchado con el engranaje helicoidal y que se extiende en una dirección sustancialmente perpendicular al árbol principal 7, y un conjunto de engranajes acoplados entre el tornillo sinfín 22 y un árbol de salida del motor 5. El tornillo sinfín 22 tiene un extremo adecuado para la operación manual del aparato 100. En el modo de funcionamiento eléctrico del aparato 100, el árbol de salida del motor 5 puede impulsar el conjunto de engranajes para que gire, lo que a su vez hace que el tornillo sinfín 22 gire. Entonces, el tornillo sinfín 22 impulsaría el engranaje de tornillo sinfín y el árbol principal 7 para que giren simultáneamente. De esta forma, el árbol principal 7 puede girar a diferentes posiciones, para cambiar el estado del dispositivo de conmutación eléctrica.
En una realización, como se muestra en las Figs. 5 y 6, el conjunto de engranajes incluye un primer engranaje 20 engranado con el árbol de salida del motor 5 y un segundo engranaje 21 dispuesto en el tornillo sinfín 22 y engranado con el primer engranaje 20. El tornillo sinfín 22 se extiende a través del segundo engranaje 21. En el modo de funcionamiento eléctrico del aparato 100, el árbol de salida del motor 5 puede hacer girar el primer engranaje 20, que a su vez hace girar el segundo engranaje 21. Dado que el segundo engranaje 21 está montado directamente en el tornillo sinfín 22, el segundo engranaje 21 haría que el tornillo sinfín 22 girara. En comparación con un mecanismo de transmisión para usar en un dispositivo de accionamiento de conmutador eléctrico convencional, un conjunto de engranajes reemplaza un conjunto de tornillo sinfín y engranaje helicoidal, lo que aumenta la eficiencia de transmisión de todo el mecanismo de transmisión. De esta forma, se podría reducir el volumen del motor 5 y se necesitaría menos lubricación para el mecanismo de transmisión.
Se entendería que la ilustración del mecanismo de transmisión es simplemente un ejemplo y que se pueden utilizar otros mecanismos de transmisión sin apartarse del ámbito de la presente divulgación.
En el modo de funcionamiento eléctrico del aparato 100, para hacer que el motor 5 deje de girar rápidamente cuando el árbol principal 7 gira a cada una de la pluralidad de posiciones predeterminadas, se proporciona un mecanismo de frenado 6 en el aparato 100 para frenar el motor 5. Como se muestra en las Figs. 2-6, para detectar si el árbol principal 7 ha girado a cada una de la pluralidad de posiciones predeterminadas, se proporciona un conmutador auxiliar 23 en el aparato 100. El conmutador auxiliar 23 está acoplado al árbol principal 7 a través de engranajes 24.
En una realización, el conmutador auxiliar 23 incluye una pluralidad de levas y una pluralidad de microconmutadores dispuestos bajo la pluralidad de levas. Cuando el árbol principal 7 es impulsado por el motor 5 para girar en el modo de funcionamiento eléctrico del aparato 100, las levas en el conmutador auxiliar 23 pueden ser impulsadas para girar y activar los microconmutadores correspondientes cuando se giran en ángulos predeterminados. Los ángulos predeterminados corresponden a las posiciones predeterminadas del árbol principal 7 respectivamente. Con tal disposición, el número de ángulos predeterminados y, por lo tanto, el número de posiciones predeterminadas puede ajustarse de manera flexible mediante el conmutador auxiliar 23 de acuerdo con los requisitos de ajuste del dispositivo de conmutación eléctrica. Debe entenderse que el conmutador auxiliar 23 no se limita a la configuración anterior y puede tener varias otras configuraciones sin apartarse del ámbito de la presente divulgación.
En el modo de funcionamiento eléctrico del aparato 100, cuando el conmutador auxiliar 23 detecta que el árbol principal 7 ha girado a una de la pluralidad de posiciones predeterminadas, los microconmutadores del conmutador auxiliar 23 pueden enviar señales de activación al motor 5 y al mecanismo de frenado 6. En respuesta a las señales de activación, los circuitos del motor 5 pueden cortarse y el mecanismo de frenado 6 puede frenar el motor 5, de manera que el árbol de salida del motor 5 deja de girar inmediatamente. De esta forma, el árbol principal 7 podría detenerse con precisión en cada una de la pluralidad de posiciones predeterminadas en el modo de funcionamiento eléctrico del aparato 100.
En algunas realizaciones, como se muestra en las Figs. 3 y 5-6, el aparato 100 incluye además una placa de bloqueo 14 dispuesta frente al tornillo sinfín 22. La placa de bloqueo 14 está provista de un orificio para el mango 141 en el que se puede insertar una herramienta para girar el tornillo sinfín 22. En el modo de funcionamiento manual del aparato 100, el operador puede insertar la herramienta en el orificio para el mango 141 para girar el tornillo sinfín 22. Entonces, el tornillo sinfín 22 impulsaría el engranaje de tornillo sinfín y el árbol principal 7 para que giren simultáneamente. De esta forma, el árbol principal 7 puede girar a diferentes posiciones, para cambiar el estado del dispositivo de conmutación eléctrica. Debe entenderse que la manera de ajuste manual para el árbol principal 7 descrita anteriormente es simplemente un ejemplo y el árbol principal 7 puede ajustarse de otras maneras en el modo de operación manual del aparato 100 sin apartarse del ámbito de la presente divulgación.
Se observa que en el modo de funcionamiento manual del aparato 100, los circuitos del motor 5 se cortan y es necesario liberar el mecanismo de frenado 6. En este caso, para indicar si el árbol principal 7 ha girado a cada una de la pluralidad de posiciones predeterminadas, se proporcionan un disco 8 y una palanca manual 9 en el aparato 100, como se muestra en las Figs. 1-7. Durante la operación manual del aparato 100, el disco 8 y la palanca manual 9 pueden cooperar entre sí para indicar si el árbol principal 7 se ha ajustado a la posición deseada.
Como se muestra en las Figs. 2-4 y 6, el disco 8 está acoplado al árbol principal 7 y gira junto con el árbol principal 7. En otras palabras, el disco 8 está fijo en el árbol principal 7 y durante el funcionamiento del aparato 100, el árbol principal 7 y el disco 8 pueden girar sincrónicamente. La Fig. 8 es un diagrama ampliado del disco 8 en el aparato 100 como se muestra en las Figs. 1-7. Como se muestra en la Fig. 8, el disco 8 incluye una pluralidad de piezas de bloqueo 82 dispuestas cerca de un borde del disco 8 y una serie de ranuras 83 entre piezas de bloqueo 82 adyacentes. Las piezas de bloqueo 82 y las ranuras 83 podrían cooperar con la palanca manual 9 durante la operación manual del aparato 100, para indicar si el árbol principal 7 se ha ajustado a la posición deseada.
Como se muestra en las Figs. 3 y 5-6, la palanca manual 9 incluye una parte giratoria 90 y una parte saliente 91 dispuesta en un extremo de la parte giratoria 90. En el modo de operación manual del aparato 100, la parte saliente 91 puede girarse dentro del disco 8 a través de una de la pluralidad de ranuras 83 cuando el árbol principal 7 está ubicado en una de la pluralidad de posiciones predeterminadas. Durante la rotación del árbol principal 7, el disco 8 giraría junto con el árbol principal 7. A medida que el disco 8 gira, la parte saliente 91 sería bloqueada por una de las partes de bloqueo 82 antes de alcanzar la otra de la pluralidad de ranuras 83, y se deslizaría fuera del disco 8 a través de la otra de la pluralidad de ranuras 83 cuando el árbol principal 7 gira a otra de la pluralidad de posiciones predeterminadas.
Como se discutió anteriormente, en algunas realizaciones, el árbol principal 7 se puede girar a tres posiciones predeterminadas, por ejemplo, una primera posición correspondiente al estado abierto del dispositivo de conmutación eléctrica, una segunda posición correspondiente al estado cerrado del dispositivo de conmutación eléctrica, y una tercera posición correspondiente al estado de conexión a tierra del dispositivo de maniobra eléctrica. Para indicar las tres posiciones predeterminadas del árbol principal 7 en el modo de operación manual del aparato 100, se proporcionan tres ranuras 83 correspondientes a la primera, segunda y tercera posiciones respectivamente en el disco 8, como se muestra en la Fig. 8. Cuando el árbol principal 7 está en cada una de las tres posiciones predeterminadas, la parte saliente 91 de la palanca manual 9 podría girarse o deslizarse hacia afuera del disco 8 a través de la ranura correspondiente 83.
Como se muestra en la Fig. 3, al comienzo de la operación manual del aparato 100, el operador puede girar la parte giratoria 90 de la palanca manual 9 de modo que la parte saliente 91 gire hacia el disco 8 a través de una ranura 83. Luego, el operador puede girar el árbol principal 7 utilizando la herramienta insertada en el orificio para el mango 141.
Durante la rotación del árbol principal 7, el disco 8 giraría junto con el árbol principal 7. A medida que el disco 8 gira, la parte saliente 91 quedaría bloqueada por una parte de bloqueo 82 y podría deslizarse fuera del disco 8 a través de otra ranura 83 una vez que el árbol principal 7 haya girado a la posición deseada. De esta manera, el operador puede saber oportunamente que el árbol principal 7 se ha girado a la posición deseada y dejar de ajustar el árbol principal 7.
Debe entenderse que las tres ranuras 83 en el disco 8 son simplemente un ejemplo, y se pueden proporcionar más o menos ranuras 83 en el disco 8 para indicar posiciones más o menos predeterminadas, que se describirán en detalle con referencia a las Figs. 9-11 en adelante.
En una realización, como se muestra en la Fig. 8, para montar el disco 8 en el árbol principal 7, el disco 8 incluye además un orificio de montaje 84. Como se muestra, el orificio de montaje 84 puede ser un orificio abierto. Con tal orificio de montaje abierto 84, el disco 8 se puede montar o desmontar fácilmente en el árbol principal 7 en el sitio.
En una realización, como se muestra en las Figs. 2-4, el aparato 100 incluye además un adaptador 26 dispuesto en el árbol principal 7 y configurado para ajustar la posición de montaje del disco 8 en el árbol principal 7. El disco 8 se fija en el adaptador 26 a través del orificio de montaje 84. Con tal disposición, la posición de montaje del disco 8 en el árbol principal 7 podría ajustarse con precisión durante el montaje en fábrica. Debe entenderse que montar el disco 8 sobre el árbol principal 7 a través del adaptador 26 es meramente un ejemplo y que el disco 8 puede acoplarse al árbol principal 7 de varias maneras sin apartarse del ámbito de la presente divulgación.
En algunas realizaciones, durante la revisión del dispositivo de conmutación eléctrica, el disco 8 puede bloquearse mediante un pasador de bloqueo 16 como se muestra en las Figs. 2, 4 y 6, para evitar que el árbol principal 7 gire. Con este fin, como se muestra en la Fig. 8, el disco 8 está provisto de una pluralidad de orificios de bloqueo 81. El pasador de bloqueo 16 está configurado para insertarse en uno de la pluralidad de orificios de bloqueo 81 durante la revisión del dispositivo de conmutación eléctrica. Además, se proporciona un elemento de bloqueo 4 en el aparato 100 para bloquear el pasador de bloqueo 16 con un soporte 3 del aparato 100 cuando el pasador de bloqueo 16 se inserta en uno de la pluralidad de orificios de bloqueo 81. El elemento de bloqueo 4 puede ser un candado o de otro tipo.
La Fig. 17 es una vista esquemática que ilustra el bloqueo del pasador de bloqueo 16 con el soporte 3 a través del elemento de bloqueo 4. Como se muestra, cuando el pasador de bloqueo 16 está bloqueado con el soporte 3 a través del elemento de bloqueo 4 durante la revisión del dispositivo de conmutación eléctrica, el disco 8 no puede girar eléctricamente ni manualmente, para garantizar la seguridad del operador.
Se observa que se proporcionan tres orificios de bloqueo 81 en el disco 8, como se muestra en la Fig. 8, para bloquear el disco 8. Sin embargo, debe entenderse que, en otras realizaciones, se pueden proporcionar más o menos orificios de bloqueo 81 en el disco 8, que se describirán en detalle con referencia a las Figs. 9-11 en adelante.
Las Figs. 9-11 son vistas en perspectiva que ilustran el disco 8 de acuerdo con otras realizaciones de la presente divulgación.
En comparación con el disco 8 que se muestra en la Fig. 8, el disco 8 que se muestra en la Fig. 9 incluye más partes de bloqueo 82 y más ranuras 83, por ejemplo, ocho partes de bloqueo 82 y ocho ranuras 83. Las partes de bloqueo 82 y las ranuras 83 generalmente están dispuestas uniformemente en el disco 8. Es decir, los ángulos entre ranuras adyacentes 83 son sustancialmente iguales entre sí. Con tal disposición, las ranuras 83 pueden corresponder a más posiciones predeterminadas (por ejemplo, ocho) del árbol principal 7. Durante la operación manual del aparato 100, el operador puede girar la palanca manual 9 en el disco 8 y saber oportunamente que el árbol principal 7 se ha girado a la posición deseada y dejar de ajustar el árbol principal 7.
Además, en lugar del orificio de montaje abierto 84 como se muestra en la Fig. 8, el orificio de montaje 84 del disco 8 como se muestra en la Fig. 9 es un orificio cerrado. Nuevamente, el disco 8 puede fijarse en el árbol principal 7 a través del adaptador 26. Además, el disco 8 está provisto de ocho orificios de bloqueo 81. El pasador de bloqueo 16 puede insertarse en uno de la pluralidad de orificios de bloqueo 81 durante la revisión del dispositivo de conmutación eléctrica para bloquear el disco 8.
En comparación con el disco 8 que se muestra en la Fig. 8, el disco 8 que se muestra en la Fig. 10 incluye más piezas de bloqueo 82 y más ranuras 83, como cuatro piezas de bloqueo 82 y cuatro ranuras 83. Las partes de bloqueo 82 y las ranuras 83 están dispuestas de manera desigual en el disco 8. Es decir, los ángulos entre las ranuras 83 adyacentes no son iguales. Las ranuras 83 pueden corresponder a más posiciones predeterminadas (por ejemplo, cuatro) del árbol principal 7. Además, el orificio de montaje 84 del disco 8, como se muestra en la Fig. 10, es un orificio cerrado y el disco 8 está provisto de cuatro orificios de bloqueo 81.
De forma análoga al disco 8 que se muestra en la Fig. 10, el disco 8 que se muestra en la Fig. 11 también incluye cuatro piezas de bloqueo 82 y cuatro ranuras 83. El disco 8, como se muestra en la Fig. 11, difiere del disco 8 que se muestra en la Fig. 10 en que las partes de bloqueo 82 y las ranuras 83 del disco 8, como se muestra en la Fig. 11, están dispuestas uniformemente en el disco 8.
Debe entenderse que el número de piezas de bloqueo 82 y ranuras 83 en el disco 8 no se limita a las implementaciones descritas anteriormente con referencia a las Figs. 8-11. En otras realizaciones, se pueden proporcionar más o menos partes de bloqueo 82 y ranuras 83 en el disco 8.
En algunas realizaciones, como se muestra en la Fig. 5, el aparato 100 incluye además un primer resorte 25 configurado para devolver la palanca manual 9 a su posición inicial cuando la parte saliente 91 se desliza hacia afuera del disco 8. Cuando el árbol principal 7 se gira a la posición deseada en el modo de funcionamiento manual del aparato 100, la palanca manual 9 puede deslizarse automáticamente fuera del disco 8 y volver a su posición inicial bajo la acción del primer resorte 25.
En una realización, como se muestra en las Figs. 2-6, el aparato 100 incluye además una placa base 15 y un árbol giratorio 10 acoplado a la placa base 15. El árbol giratorio 10 puede girar con respecto a la placa base 15. La parte giratoria 90 de la palanca manual 9 está fijada en el árbol giratorio 10 y giratoria junto con el árbol giratorio 10. En otra realización, el árbol giratorio 10 puede estar fijo en la placa base 15 y la parte giratoria 90 de la palanca manual 9 está dispuesta en el árbol giratorio 10 y giratoria con respecto al árbol giratorio 10. En otras realizaciones, la parte giratoria 90 de la palanca manual 9 puede disponerse en el aparato 100 de otras maneras. No se pretende que el ámbito de la presente divulgación esté limitado a este respecto.
Como se ha descrito anteriormente, en el modo de operación manual del aparato 100, el mecanismo de frenado 6 necesita ser liberado. Para ello, como se muestra en las Figs. 2-3 y 5-6, el árbol giratorio 10 es un árbol de levas que gira junto con la palanca manual 9, y el aparato 100 incluye además un primer microconmutador 11 dispuesto en la placa base 15. El primer microconmutador 11 está configurado para ser activado por el árbol de levas cuando la parte saliente 91 de la palanca manual 9 se gira hacia el disco 8 en el modo de operación manual del aparato 100.
Las Figs. 12 y 13 ilustran un proceso de ajuste de la palanca manual 9. Como se muestra en la Fig. 12, cuando la palanca manual 9 está en su posición inicial, el primer microconmutador 11 no es accionado por el árbol de levas. Como se muestra en la Fig. 13, cuando la parte saliente 91 de la palanca manual 9 se gira hacia el disco 8 en el modo de operación manual del aparato 100, el primer microconmutador 11 sería activado por el árbol de levas y enviaría una señal de liberación al mecanismo de frenado 6 para liberar el mecanismo de frenado 6. Como tal, el mecanismo de frenado 6 ya no frenaría el motor 5 en el modo de operación manual del aparato 100.
El dispositivo de accionamiento de conmutador eléctrico convencional normalmente utiliza un sistema de embrague complejo para desconectar el árbol de salida del motor con los engranajes de la siguiente etapa. Conduce a que el operador tendría que mantener una fuerza para una palanca de embrague durante la operación manual. En comparación con el dispositivo de accionamiento de conmutador eléctrico convencional, el primer microconmutador 11 y el árbol de levas del aparato 100 aquí descrito son de estructura simple y fáciles de operar, lo que reduce el número de componentes en el aparato 100 y mejora la estabilidad del aparato 100.
En algunas realizaciones, como se muestra en las Figs. 3-6, el aparato 100 incluye además un mango manual 61 configurado para liberar el mecanismo de frenado 6 cuando ocurre un corte de energía en el aparato 100.
En el modo de funcionamiento eléctrico del aparato 100, sería muy peligroso si alguien insertara la herramienta en el orificio para el mango 141 para operar el árbol principal 7. Para evitar la operación manual del árbol principal 7 en el modo de operación eléctrica del aparato 100, el aparato 100 incluye además un mecanismo de bloqueo. El mecanismo de bloqueo puede bloquear el orificio para el mango 141 cuando el aparato 100 funciona en el modo de funcionamiento eléctrico y abrir el orificio para el mango 141 cuando el aparato 100 funciona en el modo de funcionamiento manual.
Las Figs. 14 y 15 ilustran un ejemplo de disposición del mecanismo de bloqueo. Como se muestra, el mecanismo de bloqueo incluye una barrera 13, un electroimán 12 y un tercer resorte (no se muestra). La barrera 13 está configurada para bloquear el orificio para el mango 141 en su posición inicial. El electroimán 12 está configurado para encenderse cuando el aparato 100 opera en el modo de operación manual para atraer la barrera 13 para que se aleje del orificio para el mango 141 y apagarse cuando el aparato 100 opera en el modo de operación eléctrica para que como para liberar la barrera 13. El tercer resorte está conectado a la barrera 13 y configurado para devolver la barrera 13 a su posición inicial cuando se apaga el electroimán 12.
En el modo de funcionamiento eléctrico del aparato 100, el electroimán 12 estaría apagado y no atraería la barrera 13. En este caso, la barrera 13 está en su posición inicial y bloquea el orificio para el mango 141. Por lo tanto, la herramienta para girar el árbol principal 7 no se puede insertar en el orificio para el mango 141, lo que es mejor para evitar un mal funcionamiento. En el modo de funcionamiento manual del aparato 100, el electroimán 12 se encendería y atraería a la barrera 13 para que se aleje del orificio para el mango 141. En este caso, el orificio para el mango 141 ya no estaría bloqueado por la barrera 13. Por lo tanto, la herramienta para girar el árbol principal 7 se puede insertar en el orificio para el mango 141.
En algunas realizaciones, como se muestra en las Figs. 2, 4 y 6, en caso de que el disco 8 esté bloqueado por el pasador de bloqueo 16, se debe evitar que los circuitos del motor 5 se enciendan para evitar cualquier daño en los componentes del aparato 100 debido al encendido accidental del motor 5. Con este fin, el aparato 100 incluye además un elemento de activación 17 y un segundo microconmutador 19.
La Fig. 16 es una vista esquemática que ilustra una disposición relativa del pasador de bloqueo 16, el elemento de activación 17 y el segundo microconmutador 19 del aparato 100 como se muestra en la Fig. 6. Como se muestra en la Fig. 16, el elemento de activación 17 está dispuesto en el pasador de bloqueo 16 y se puede mover junto con el pasador de bloqueo 16. El segundo microconmutador 19 está configurado para ser activado por el elemento de activación 17 cuando el pasador de bloqueo 16 se tira hacia abajo y se inserta en uno de la pluralidad de orificios de bloqueo 81. En respuesta a que el segundo microconmutador 19 sea activado por el elemento de activación 17, los circuitos del motor 5 se desconectarían y no se encenderían en el caso de que el disco 8 esté bloqueado por el pasador de bloqueo 16.
En una realización, como se muestra en la Fig. 16, el aparato 100 incluye además un segundo resorte 18 configurado para devolver el pasador de bloqueo 16 a su posición inicial cuando el pasador de bloqueo 16 se libera de uno de la pluralidad de orificios de bloqueo 81.
El aparato 100 como se describe en el presente documento tiene más espacio interno y una mejor disposición que los dispositivos de accionamiento de conmutadores eléctricos convencionales y, por lo tanto, se puede usar en varios conmutadores, como el sistema de enchufe y conmutador (PASS) o el conmutador aislado en gas (GIS).

Claims (19)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato (100) para operar un dispositivo de conmutación eléctrica, que comprende:
un árbol principal (7) configurado para girar a una pluralidad de posiciones predeterminadas para cambiar el estado del dispositivo de conmutación eléctrica;
un motor (5) configurado para hacer girar el árbol principal (7) a través de un mecanismo de transmisión cuando el aparato (100) funciona en un modo de funcionamiento eléctrico;
un disco (8) acoplado al árbol principal (7) y que puede girar junto con el árbol principal (7), comprendiendo el disco (8) una pluralidad de piezas de bloqueo (82) y una pluralidad de ranuras (83) entre la pluralidad de piezas de bloqueo (82); y
una palanca manual (9) que comprende una parte giratoria (90) y una parte saliente (91) dispuesta en un extremo de la parte giratoria (90), caracterizado por que el aparato (100) comprende:
un mecanismo de frenado (6) configurado para frenar el motor (5) en respuesta al giro del árbol principal (7) a cada una de la pluralidad de posiciones predeterminadas cuando el aparato (100) funciona en el modo de funcionamiento eléctrico; y en el que en un modo de funcionamiento manual del aparato (100), la parte saliente (91) está configurada para poder girar dentro del disco (8) a través de una de la pluralidad de ranuras (83) cuando el árbol principal (7 ) está ubicado en una de la pluralidad de posiciones predeterminadas, y puede deslizarse hacia afuera del disco (8) a través de otra de la pluralidad de ranuras (83) cuando el árbol principal (7) se gira a otra de la pluralidad de posiciones predeterminadas.
2. El aparato (100) según la reivindicación 1, que comprende, además:
una placa base (15); y
un árbol giratorio (10) acoplado a la placa base (15) y que puede girar con respecto a la placa base (15), en el que la parte giratoria (90) de la palanca manual (9) está fijada en el árbol giratorio (10) y giratoria junto con el árbol giratorio (10).
3. El aparato (100) según la reivindicación 2, en el que el árbol giratorio (10) es un árbol de levas,
en el que el aparato (100) comprende además un primer microconmutador (11) configurado para ser activado por el árbol de levas cuando la parte saliente (91) de la palanca manual (9) se gira hacia el disco (8) en el modo de operación manual del aparato (100), y
en el que el mecanismo de frenado (6) está configurado para liberarse en respuesta al primer microconmutador (11) activado por el árbol de levas.
4. El aparato (100) según la reivindicación 1, que comprende además un primer resorte (25) configurado para devolver la palanca manual (9) a su posición inicial cuando la parte saliente (91) se desliza hacia afuera del disco (8).
5. El aparato (100) según la reivindicación 1, en el que el disco (8) comprende además una pluralidad de orificios de bloqueo (81), y
en el que el aparato (100) comprende, además:
un pasador de bloqueo (16) configurado para insertarse en uno de la pluralidad de orificios de bloqueo (81) durante la revisión del dispositivo de conmutación eléctrica; y
un elemento de bloqueo (4) configurado para bloquear el pasador de bloqueo (16) cuando el pasador de bloqueo (16) se inserta en uno de la pluralidad de orificios de bloqueo (81).
6. El aparato (100) según la reivindicación 5, en el que el elemento de bloqueo es un candado.
7. El aparato (100) según la reivindicación 5, que comprende, además:
un elemento de activación (17) dispuesto en el pasador de bloqueo (16) y móvil junto con el pasador de bloqueo (16); y
un segundo microconmutador (19) configurado para ser activado por el elemento de activación (17) cuando el pasador de bloqueo (16) se inserta en uno de la pluralidad de orificios de bloqueo (81),
en el que el motor (5) está configurado para desconectarse en respuesta a la activación del segundo microconmutador (19) por el elemento de activación (17).
8. El aparato (100) según la reivindicación 5, que comprende, además:
un segundo resorte (18) configurado para devolver el pasador de bloqueo (16) a su posición inicial cuando el pasador de bloqueo (16) se libera del uno de la pluralidad de orificios de bloqueo (81).
9. El aparato (100) según la reivindicación 1, en el que el mecanismo de transmisión comprende:
un engranaje helicoidal dispuesto en el árbol principal (7) y que puede girar junto con el árbol principal (7);
un tornillo sinfín (22) que se extiende en una dirección perpendicular al árbol principal (7) y acoplado con el tornillo sinfín; y
un conjunto de engranajes acoplados entre el tornillo sinfín (22) y un árbol de salida del motor (5).
10. El aparato (100) según la reivindicación 9, en el que el conjunto de engranajes comprende:
un primer engranaje (20) engranado con el árbol de salida del motor (5); y
un segundo engranaje (21) dispuesto sobre el tornillo sinfín (22) y engranado con el primer engranaje (20).
11. El aparato (100) según la reivindicación 9, que comprende, además:
una placa de bloqueo (14) dispuesta frente al tornillo sinfín (22) y provista de un orificio para el mango (141) en el que se puede insertar una herramienta para girar el tornillo sinfín (22); y
un mecanismo de bloqueo configurado para bloquear al menos parcialmente el orificio para el mango (141) cuando el aparato (100) funciona en el modo de funcionamiento eléctrico y abre el orificio para el mango (141) cuando el aparato (100) funciona en el modo de funcionamiento manual.
12. El aparato (100) según la reivindicación 11, en el que el mecanismo de bloqueo comprende:
una barrera (13) configurada para bloquear al menos parcialmente el orificio para el mango (141) cuando la barrera (13) está en su posición inicial;
un electroimán (12) configurado para encenderse cuando el aparato (100) opera en el modo de operación manual para atraer la barrera (13) para que se aleje del orificio para el mango (141), y apagarse cuando el aparato (100) funciona en el modo de funcionamiento eléctrico; y
un tercer resorte configurado para devolver la barrera (13) a su posición inicial cuando se apaga el electroimán (12).
13. El aparato (100) según la reivindicación 1, que comprende además un conmutador auxiliar (23) configurado para detectar la posición del árbol principal (7) cuando el aparato (100) funciona en el modo de funcionamiento eléctrico, en el que el motor (5) está configurado para apagarse en respuesta al conmutador auxiliar (23) que detecta que el árbol principal (7) se ha girado a una de la pluralidad de posiciones predeterminadas, y
en el que el mecanismo de frenado (6) está configurado para frenar el motor (5) en respuesta al conmutador auxiliar (23) que detecta que el árbol principal (7) ha girado a una de la pluralidad de posiciones predeterminadas.
14. El aparato (100) según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de conmutación eléctrica comprende al menos un conmutador seccionador y un conmutador de conexión a tierra.
15. El aparato (100) según la reivindicación 1, en el que el disco (8) comprende además un orificio de montaje (84) adecuado para acoplar el disco (8) al árbol principal (7).
16. El aparato (100) según la reivindicación 15, en el que el orificio de montaje (84) es un orificio abierto o un orificio cerrado.
17. El aparato (100) según la reivindicación 15, que comprende además un adaptador (26) dispuesto en el árbol principal (7) y configurado para ajustar la posición de montaje del disco (8) en el árbol principal (7),
en el que el disco (8) es fijado en el adaptador (26) a través del orificio de montaje (84).
18. El aparato (100) según la reivindicación 1, que comprende además un indicador de posición (2) dispuesto en el árbol principal (7) y configurado para indicar la posición del árbol principal (7).
19. El aparato (100) según la reivindicación 1, que comprende además un mango manual (61) configurado para liberar el mecanismo de frenado (6) cuando se produce un corte de energía en el aparato (100).
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