ITMI952592A1

ITMI952592A1 - OPERATING DEVICE FOR ELECTRICAL LINE SECTIONS SUITABLE FOR ESTABLISHING CURRENTS AND PROTECTING FROM FAULT CURRENTS

Info

Publication number: ITMI952592A1
Application number: IT95MI002592A
Authority: IT
Inventors: Alberto Vaghini
Original assignee: Vei Electric Systems Spa
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1995-12-12
Publication date: 1997-06-12
Also published as: CN1152181A; CN1126131C; IT1278527B1; ITMI952592A0

Abstract

Un dispositivo di manovra e protezione (10) di sezioni di linee elettriche, del tipo tripolare, o poli separati e montati su un unico telaio (11) di fissaggio, costituito da un interruttore di manovra-sezionatore (34) e da un sezionatore di terra (50) in serie. L'interruttore di manovra-sezionatore (34) comprende, per ciascun polo, un contatto fisso (18) a forma di tulipano, in cui la pressione di contatto delle dita del tulipano è assicurata da un particolare sistema multiplo di molle (42), che garantisce il corretto funzionamento del contatto (18) in presenza di sollecitazioni di tensione e corrente, anche ad usura avanzata. Il sezionatore di terra (50) comprende, per ciascun polo, un contatto fisso (6), collegato al contatto mobile (14) del sezionatore sottocarico (34), tramite un fusibile (40). I contatti mobili sono costituiti da tre incavi (61), sagomati in una sbarra (5) di rame, i quali si innestano nei contatti fissi (6), assicurando una sostanziale resistenza meccanica dell'intero dispositivo.A switching and protection device (10) of sections of power lines, of the three-pole type, or separate poles and mounted on a single fixing frame (11), consisting of a switch-disconnector switch (34) and a disconnector earth (50) in series. The switch-disconnector (34) comprises, for each pole, a fixed tulip-shaped contact (18), in which the contact pressure of the tulip fingers is ensured by a particular multiple system of springs (42), which ensures correct operation of the contact (18) in the presence of voltage and current stresses, even with advanced wear. The earthing switch (50) comprises, for each pole, a fixed contact (6), connected to the mobile contact (14) of the on-load disconnector (34), by means of a fuse (40). The moving contacts consist of three recesses (61), shaped in a copper bar (5), which engage in the fixed contacts (6), ensuring substantial mechanical resistance of the entire device.

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale: DESCRIPTION of the patent for industrial invention:

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di manovra di sezioni di linee elettriche degli impianti elettrici industriali e delle reti di distribuzione dell'energia elettrica, atto allo stabilimento delle correnti ed alla protezione da correnti di guasto elevate. The present invention relates to a device for maneuvering sections of electrical lines of industrial electrical systems and electrical energy distribution networks, suitable for establishing currents and protecting against high fault currents.

I dispositivi tradizionali di questo tipo sono apparecchi tripolari, a poli separati, montati su un unico telaio in lamiera di acciaio opportunamente piegata e saldata per conferire al complesso la massima rigidità e sono utilizzati per interrompere o stabilire correnti elettriche di intensità trascurabile rispetto a quella nominale, al fine di accedere con sicurezza a parti di un impianto elettrico industriale. Attualmente esistono dispositivi di manovra, che sono costituiti da un interruttore di manovrasezionatore (comunemente chiamato sezionatore sottocarico), il quale comprende tre contatti fissi dei poli e tre colonne in materiale isolante, in cui scorrono, azionati da un unico comando, i contatti mobili, fra la posizione di chiusura in cui si impegnano con i contatti fissi e la posizione di apertura in cui sono allontanati da essi, quanto basta per la tenuta dielettrica. Traditional devices of this type are three-pole devices, with separate poles, mounted on a single steel sheet frame suitably folded and welded to give the assembly maximum rigidity and are used to interrupt or establish electrical currents of negligible intensity compared to the nominal one. , in order to safely access parts of an industrial electrical system. Currently there are switching devices, which consist of a switch disconnector (commonly called on-load disconnector), which includes three fixed pole contacts and three columns in insulating material, in which the moving contacts slide, operated by a single command, between the closed position in which they engage with the fixed contacts and the open position in which they are moved away from them, just enough for the dielectric withstand.

I contatti fissi sono collegati ai morsetti dei circuiti esterni (solitamente in corrispondenza delle sbarre e dei cavi di alimentazione). The fixed contacts are connected to the terminals of the external circuits (usually in correspondence with the busbars and power cables).

L'interruttore di manovra-sezionatore comprende, inoltre, per ciascuno dei poli, una saracinesca metallica mobile, portata da un cinematismo articolato, che, essendo comandata da un albero collegato a terra, con il contatto mobile in posizione di apertura può segregare il vano del contatto fisso di ciascun polo dal rispettivo contatto mobile, vincolando allo stesso tempo, con un ulteriore rinvio, il contatto mobile del polo stesso al potenziale di terra. The switch-disconnector also includes, for each of the poles, a movable metal gate, carried by an articulated mechanism, which, being controlled by a shaft connected to earth, with the movable contact in the open position can segregate the compartment. of the fixed contact of each pole from the respective moving contact, binding at the same time, with a further transmission, the moving contact of the pole itself to the earth potential.

II contatto fisso di ciascun polo è alloggiato in un apposito isolatore (solitamente a campana), in resina epossidica, alla base del quale scorre la suddetta saracinesca di chiusura, che isola il contatto fisso da ogni contatto accidentale, segregando le parti che rimangono in tensione, anche a sezionatore sottocarico aperto. The fixed contact of each pole is housed in a special insulator (usually bell-shaped), in epoxy resin, at the base of which the aforementioned closing gate slides, which isolates the fixed contact from any accidental contact, segregating the parts that remain live , even with the switch disconnector open.

I contatti di terra del dispositivo comprendono una serie di coltelli calettati su alberi, i quali sono collegati con la saracinesca di chiusura, azionabile su un contatto di messa in potenziale di terra, applicato alla parte inferiore del corpo di sostegno del contatto mobile. The earth contacts of the device comprise a series of blades keyed on shafts, which are connected to the closing gate, which can be operated on an earth potential contact, applied to the lower part of the supporting body of the moving contact.

Le saracinesche si dispongono in posizione di segregazione dei contatti fissi in sincronismo con la chiusura dei contatti di terra. The gate valves are arranged in the position of segregation of the fixed contacts in synchronism with the closure of the earth contacts.

In fase di chiusura, il contatto mobile, che scorre in un complesso di guida fisso, è spinto rapidamente verso l'alto da una biella isolante e da un elemento scorrevole, che lo conduce, a saracinesca aperta, sul contatto fisso, producendo un arco di adescamento a correnti estremamente elevate.' During the closing phase, the moving contact, which slides in a fixed guide assembly, is rapidly pushed upwards by an insulating connecting rod and by a sliding element, which leads it, with the gate open, on the fixed contact, producing an arc priming at extremely high currents. '

In fase di apertura, il contatto mobile è spinto verso il basso dalla biella e dall'elemento scorrevole e provoca la compressione dell'aria, che viene forzata attraverso un ugello ed estingue l'arco adescatosi. I contatti fisso e mobile sono ambedue protetti da una lega sinterizzata di tipo rame-tungsteno. During the opening phase, the moving contact is pushed downwards by the connecting rod and the sliding element and causes the compression of the air, which is forced through a nozzle and extinguishes the triggered arc. The fixed and mobile contacts are both protected by a sintered copper-tungsten alloy.

L'impiego di tali dispositivi di manovra e di protezione tradizionali si è particolarmente diffuso negli ultimi anni nelle reti di distribuzione di media tensione e negli impianti elettrici industriali (in luogo degli interruttori automatici), grazie ai perfezionamenti tecnico-costruttivi raggiunti, per le aumeritate esigenze di sicurezza nei quadri di controllo e, soprattutto, perché risolvono il problema della manovra e della protezione in modo razionale ed economico. Anche il principio di estinzione dell'arco con aria compressa (durante la manovra di apertura del dispositivo) è noto da molti anni. The use of these traditional switching and protection devices has become particularly widespread in recent years in medium voltage distribution networks and industrial electrical systems (instead of automatic switches), thanks to the technical-constructive improvements achieved, for the numerous safety requirements in control panels and, above all, because they solve the problem of operation and protection in a rational and economical way. The principle of extinguishing the arc with compressed air (during the opening maneuver of the device) has also been known for many years.

Gli inconvenienti derivanti dai bassi valori di corrente nominale raggiunti in fase di apertura ed il costo connessi con gli impianti di compressione, hanno spinto i costruttori a progettare e realizzare apparecchi capaci di autoprodurre aria compressa, in modo semplice, durante la fase di apertura stessa. Le norme del comitato elettrotecnico italiani (CEI) e le norme a livello internazionale (IEC), tuttavia, richiedono prestazioni in tensione e corrente sempre più elevate, soprattutto per quanto riguarda la protezione da intensità di corrente nominali e/o lo stabilimento di correnti di corto circuito. The drawbacks deriving from the low nominal current values reached during the opening phase and the cost associated with the compression systems, have prompted manufacturers to design and manufacture devices capable of self-producing compressed air, in a simple way, during the opening phase itself. The standards of the Italian Electrotechnical Committee (CEI) and the international standards (IEC), however, require ever higher voltage and current performances, especially as regards the protection against nominal current intensities and / or the establishment of current short circuit.

Tutto ciò al fine di aumentare la sicurezza nei confronti degli operatori durante le manovre di interruzione su trasformatori, cavi, linee aeree, batterie di condensatori, linee ad anello. All this in order to increase safety for operators during interruption operations on transformers, cables, overhead lines, capacitor banks, ring lines.

Scopo della presente invenzione è dunque quello di realizzare un dispositivo di manovra di sezioni di linee elettriche, atto allo stabilimento di correnti di corto circuito più elevate rispetto all'arte nota ed alla protezione da intensità di corrente nominali (durante la fase di apertura del dispositivo) maggiori rispetto alle tecniche note, in modo tale da aumentare la sicurezza degli impianti elettrici industriali nei confronti dell'operatore durante le manovre di interruzione. The purpose of the present invention is therefore to provide a device for switching sections of electric lines, suitable for establishing higher short-circuit currents than in the known art and for protecting against nominal current intensities (during the opening phase of the device ) greater than the known techniques, in such a way as to increase the safety of the industrial electrical systems towards the operator during the interruption maneuvers.

Altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di manovra e di protezione conforme alle norme di esercizio .stabilite dagli istituti elettrotecnici nazionali ed internazionali relativamente alla tensione di prova verso massa, tra le fasi e sul sezionamento, alla tensione di tenuta, alla corrente nominale, alla corrente di breve durata, al potere di interruzione e di chiusura. Another purpose of the present invention is to provide a switching and protection device in compliance with the operating standards established by the national and international electrotechnical institutes in relation to the test voltage to ground, between the phases and on the sectioning, to the withstand voltage, to the rated current, short-time current, breaking and making capacity.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di indicare un dispositivo di manovra e di protezione in cui si possa, nel corso di un'unica manovra, chiudere i contatti di terra, segregare i vani dei contatti fissi del sezionatore sottocarico e mettere al potenziale di terra i suoi contatti mobili aperti, così da disporre di un dispositivo altamente efficace e sicuro, che lo rende particolarmente adatto all'utilizzo per montaggio in quadro, essendo facilitate le operazioni di manutenzione. A further purpose of the present invention is to indicate a switching and protection device in which it is possible, in the course of a single maneuver, to close the earth contacts, segregate the compartments of the fixed contacts of the on-load switch and put to earth potential its mobile contacts open, so as to have a highly effective and safe device, which makes it particularly suitable for use in switchboards, since maintenance operations are facilitated.

Non ultimo scopo della presente invenzione è quello di realizzare il dispositivo di manovra e di protezione a costi contenuti e senza impiegare tecnologie complesse o costose. Not least object of the present invention is to provide the switching and protection device at low costs and without using complex or expensive technologies.

Tali scopi sono raggiunti da un dispositivo di manovra di sezioni di linee elettriche, atto allo stabilimento di correnti ed alla protezione da correnti di guasto elevate, secondo la rivendicazione 1. These purposes are achieved by a device for switching sections of electric lines, suitable for establishing currents and protecting against high fault currents, according to claim 1.

In modo vantaggioso, il dispositivo, che è oggetto della presente invenzione, prevede l'utilizzo di particolari accorgimenti costruttivi dei contatti fissi del sezionatore sottocarico e della sbarra costituente i contatti mobili di terra per fornire elevate prestazioni in tensione e corrente. Advantageously, the device, which is the subject of the present invention, provides for the use of particular constructive devices of the fixed contacts of the on-load disconnector and of the busbar constituting the mobile earth contacts to provide high voltage and current performances.

La pressione di contatto delle dita del tulipano, che costituisce il contatto fisso del sezionatore sottocarico è assicurata da un particolare sistema multiplo di molle, che garantisce il corretto funzionamento dei contatti in presenza di elevate sollecitazioni di tensione e di corrente, anche con l'usura massima consentita conseguente alla durata limite della vita in esercizio dei contatti stessi. The contact pressure of the fingers of the tulip, which constitutes the fixed contact of the switch disconnector, is ensured by a particular multiple system of springs, which guarantees the correct operation of the contacts in the presence of high voltage and current stresses, even with wear. maximum allowed consequent to the limit duration of the working life of the contacts themselves.

La distribuzione delle molle assicura, infatti, una perfetta omogeneità circonferenziale della pressione del contatto fisso sul contatto mobile. The distribution of the springs ensures, in fact, a perfect circumferential homogeneity of the pressure of the fixed contact on the moving contact.

I tre incavi ricavati nella sbarra dei contatti mobili di terra si innestano in chiusura nei corrispondenti contatti fissi, aumentando notevolmente la resistenza meccanica del sistema quando questo è sollecitato da sforzi elettrodinamici gravosi. The three recesses made in the bar of the mobile earth contacts engage in closing in the corresponding fixed contacts, considerably increasing the mechanical resistance of the system when this is stressed by heavy electrodynamic stresses.

Con queste particolari realizzazioni dei contatti si possono così ottenere elevate prestazioni sia dal punto di vista dell'apertura di intensità di corrente nominale (sino a 800 A) sia dal punto di vista dello stabilimento delle intensità di corrente di corto circuito di breve durata (i valori tipici giungono sino a 20 kA, 2 s., oppure 25 kA, 1 s.). With these particular embodiments of the contacts it is thus possible to obtain high performances both from the point of view of the opening of the nominal current intensity (up to 800 A) and from the point of view of the establishment of the short-circuit duration current intensities (i typical values reach up to 20 kA, 2 s., or 25 kA, 1 s.).

Un'altra peculiarità dell'invenzione consiste nella possibilità,, già sopra sottolineata, di chiudere i contatti di terra, segregare i vani dei contatti fissi del sezionatore sottocarico e mettere al potenziale di terra i contatti mobili tramite un'unica operazione, cosa che facilita le operazioni di manutenzione, quali la sostituzione di un fusibile con le sbarre di lato dei contatti fissi in tensione. Another peculiarity of the invention consists in the possibility, already underlined above, of closing the earth contacts, segregating the fixed contact compartments of the switch disconnector and putting the moving contacts at earth potential through a single operation, which facilitates maintenance operations, such as replacing a fuse with the busbars on the side of the fixed contacts live.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione che segue e dai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, in cui: Further objects and advantages of the present invention will become clear from the following description and from the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which:

la figura 1 rappresenta una vista prospettica parziale dei poli, degli isolatori, dei contatti fissi e mobili dell'interruttore di manovra-sezionatore, di cui è composto il dispositivo di manovra di sezioni di linee elettriche, secondo la presente invenzione; la figura 2 rappresenta una vista parzialmente in sezione di uno dei poli del dispositivo di manovra di cui alla figura 1, nella posizione in cui la sbarra dei contatti mobili del sezionatore di terra è allontanata dai contatti fissi di terra (posizione di aperto); Figure 1 is a partial perspective view of the poles, insulators, fixed and movable contacts of the switch-disconnector, of which the switchgear for sections of electrical lines is composed, according to the present invention; Figure 2 is a partially sectional view of one of the poles of the operating device of Figure 1, in the position in which the bar of the moving contacts of the earthing switch is moved away from the fixed earthing contacts (open position);

la figura 3 è una vista parziale e parzialmente sezionata dei contatti mobile e fisso del sezionatore di terra, di cui è composto il dispositivo di manovra, secondo la freccia A di figura 2; Figure 3 is a partial and partially sectioned view of the movable and fixed contacts of the earthing switch, of which the operating device is composed, according to the arrow A of Figure 2;

la figura 4 rappresenta una vista parzialmente in sezione di uno dei poli del dispositivo di manovra di cui alla figura 1, nella posizione in cui la sbarra dei contatti mobili del sezionatore di terra si innesta all'interno dei contatti fissi di terra (posizione di chiuso); figure 4 is a partially sectional view of one of the poles of the operating device of figure 1, in the position in which the bar of the moving contacts of the earthing switch engages inside the fixed earthing contacts (closed position );

la figura 5 è una vista parziale e parzialmente sezionata dei contatti mobile e fisso del sezionatore di terra, di cui è composto il dispositivo di manovra, secondo la freccia A' di figura 4; figure 5 is a partial and partially sectioned view of the movable and fixed contacts of the earthing switch, of which the operating device is composed, according to the arrow A 'of figure 4;

la figura 6 è una vista in pianta del contatto fisso presente all'interno dell'isolatore costruito per ciascun polo dell'interruttore di manovrasezionatore, secondo la presente invenzione; figure 6 is a plan view of the fixed contact present inside the insulator constructed for each pole of the switch disconnector, according to the present invention;

la figura 7 è una sezione del contatto fisso di cui alla figura 6 lungo un piano verticale passante a metà dell'isolatore, secondo la presente invenzione; la figura 8 rappresenta la sbarra che reca i contatti mobili del sezionatore di terra, di cui è composto il dispositivo di manovra, oggetto dell'invenzione; la figura 9 è una vista laterale della sbarra di cui alla figura 8; figure 7 is a section of the fixed contact of figure 6 along a vertical plane passing through the middle of the insulator, according to the present invention; figure 8 represents the busbar which carries the moving contacts of the earthing switch, of which the switching device, object of the invention, is composed; figure 9 is a side view of the bar of figure 8;

la figura 10 è-una sezione della sbarra di cui alla figura 8, secondo un piano passante per X-X. Figure 10 is a section of the bar of Figure 8, according to a plane passing through X-X.

Con riferimento alle figure menzionate, il dispositivo di manovra tripolare, oggetto della presente invenzione, è costituito da un interruttore di manovrasezionatore 10 (d'ora in poi denominato sezionatore sottocarico 10) a tre poli e da un sezionatore di terra 50 in serie. With reference to the aforementioned figures, the three-pole switching device, object of the present invention, consists of a three-pole switch disconnector 10 (hereinafter referred to as on-load disconnector 10) and an earthing switch 50 in series.

Il sezionatore sottocarico 10 è montato su un telaio 11, al quale è fissata, per ogni polo, una colonna 12, in materiale isolante, tramite un braccio isolante 13; entro tale colonna 12 è scorrevole un elemento 14, che costituisce il contatto mobile del sezionatore sottocarico 10, mosso da una biella 15 telescopica, articolata all'albero 16 messo a terra. Una molla compressa 17, che lavora a sorpasso del punto morto, mantiene stabilmente il contatto mobile 14, rispettivamente nella posizione di sezionatore sottocarico 10 aperto (come illustrato nelle figure 2 e 4) o di sezionatore sottocarico 10 chiuso, quando il contatto mobile 14 è spinto contro il contatto fisso 18, montato all'interno di un isolatore 19 a campana, fissato al telaio 11. Con 9 è indicato il morsetto del contatto mobile 14 del sezionatore sottocarico 10. Con la base dell'isolatore 19 collabora un cinematismo articolato composto da due porzioni 20, 21. La porzione 20 reca due sporgenze laterali di una saracinesca 22, che scorre entro la guida 23 della base rettangolare dell'isolatore 19 e la porzione 21, che è articolata mediante l'albero 24, messo al potenziale di terra del telaio 11. La saracinesca 22 è montata in orizzontale, parallelamente al terreno e l'estremo situato dalla parte del telaio 11 è conformato ad angolo retto per ragioni di sicurezza, in modo tale che l'elevata tensione dell'arco non si scarichi sulla struttura metallica della saracinesca 22. Dalla porzione 20 del cinematismo articolato sporge un contatto 8 di messa in potenziale di terra, fissato alla porzione 20. La conduzione tra le due duttore 7 del morsetto 2 di attacco per i cavi e sono collegati ai contatti mobili 14 dei poli del sezionatore sottocarico 10, tramite conduttori o fusibili. I contatti mobili del sezionatore di terra 50 sono costituiti da una sbarra 5 di rame, unica per tutti e tre i poli, disposta orizzontalmente lungo tutto il dispositivo e mantenuta in posizione da due coltelli 51, posti ai due capi estremi del dispositivo tripolare, che la fanno ruotare lungo la traiettoria 55. La sbarra 5 è azionata dall'albero 3, messo al potenziale di terra e montato sulla parte inferiore del telaio 11 di sostegno. Il corpo della sbarra 5 presenta quattro fori 62 di fissaggio, mentre una delle sue superfici laterali presenta tre incavi, che recano i contatti mobili 61 e si innestano nei tre contatti fissi 6. L'albero 3, che aziona la sbarra 5 dei contatti mobili 61 del sezionatore di terra 50, è associato all'albero di comando 24, che aziona la saracinesca 22 di segregazione, per mezzo di un cinematismo di rinvio. Il contatto fisso 18 presenta una flangia metallica 41 portacontatti, all'interno della quale scorre il contatto d'arco 45 ed un'anello di fine corsa 43. Il telaio del contatto fisso 18 è a forma di tulipano; la pressione di contatto delle dita 411 del tulipano è assicurata da quattro molle 42 porzioni 20, 21 è assicurata da un conduttore a traccia flessibile. Con 31 è indicato un setto di separazione tra un vano superiore 32 di arrivo delle sbarre di alimentazione, collegate al contatto fisso 18 per mezzo del morsetto di attacco 1 dei circuiti di terra ed uno scomparto 34, che contiene i sezionatori 10, 50. Nel setto 31 sono praticati tre passaggi circolari entro i quali alloggiano gli isolatori 19 a campana. Un anello di drenaggio (non illustrato), solidale all'isolatore 19 in corrispondenza del setto 31, è fissato al telaio 11 ed è collegato al potenziale di terra per motivi di sicurezza, in caso di contatto accidentale dell'operatore con l'isolatore 19. Con 26 è indicato il braccio in materiale isolante di soste^ gno del portafusibile 40; il dispositivo di sgancio del fusibile (non illustrato) è imperniato sull'albero 4. The switch 10 is mounted on a frame 11, to which a column 12 of insulating material is fixed for each pole by means of an insulating arm 13; an element 14, which constitutes the movable contact of the underload disconnector 10, moved by a telescopic connecting rod 15, articulated to the grounded shaft 16, slides within this column 12. A compressed spring 17, which works to overtake the dead point, keeps the movable contact 14 stably, respectively in the open position of the switch 10 (as shown in Figures 2 and 4) or of the closed switch 10, when the movable contact 14 is pushed against the fixed contact 18, mounted inside a bell insulator 19, fixed to the frame 11. The terminal of the movable contact 14 of the switch 10 is indicated with 9. by two portions 20, 21. The portion 20 bears two lateral protrusions of a gate 22, which slides within the guide 23 of the rectangular base of the insulator 19 and the portion 21, which is articulated by means of the shaft 24, placed at the potential of ground of the frame 11. The gate 22 is mounted horizontally, parallel to the ground and the end located on the side of the frame 11 is shaped at a right angle for safety reasons, so that the high arc voltage does not discharge on the metal structure of the gate 22. From the portion 20 of the articulated mechanism protrudes an earth potential contact 8, fixed to the portion 20. The conduction between the two conductors 7 of the terminal 2 of connection for the cables and are connected to the moving contacts 14 of the poles of the switch 10, by means of conductors or fuses. The moving contacts of the earthing switch 50 consist of a copper bar 5, unique for all three poles, arranged horizontally along the entire device and held in position by two knives 51, placed at the two extreme ends of the three-pole device, which they make it rotate along the trajectory 55. The busbar 5 is driven by the shaft 3, placed at ground potential and mounted on the lower part of the support frame 11. The body of the busbar 5 has four fixing holes 62, while one of its lateral surfaces has three recesses, which carry the movable contacts 61 and engage in the three fixed contacts 6. The shaft 3, which drives the busbar 5 of the movable contacts 61 of the earthing switch 50, is associated with the drive shaft 24, which activates the segregation gate 22, by means of a return kinematic mechanism. The fixed contact 18 has a metal contact-holder flange 41, inside which the arc contact 45 slides and an end-of-stroke ring 43. The frame of the fixed contact 18 is tulip-shaped; the contact pressure of the fingers 411 of the tulip is ensured by four springs 42 portions 20, 21 is ensured by a flexible trace conductor. Reference 31 indicates a partition between an upper compartment 32 for the arrival of the power supply bars, connected to the fixed contact 18 by means of the connection terminal 1 of the earth circuits and a compartment 34, which contains the disconnectors 10, 50. In septum 31 three circular passages are made within which the bell insulators 19 are housed. A drainage ring (not shown), integral with the insulator 19 in correspondence with the septum 31, is fixed to the frame 11 and is connected to the earth potential for safety reasons, in case of accidental contact of the operator with the insulator 19 26 indicates the arm made of insulating material for supporting the fuse holder 40; the fuse release device (not shown) is hinged on the shaft 4.

Il sezionatore di terra 50 è composto da tre poli elettrici, i cui contatti fissi 6 sono montati su tre morsetti 2 di collegamento ai circuiti esterni (nella maggior parte dei casi i morsetti 2 sono collegati ai cavi esterni), posti ciascuno alla base delle colonne 12, contenenti i contatti mobili 14 dei poli del sezionatore sottocarico 10. I contatti fissi 6 del sezionatore di terra 50 sono montati sul supporto concircolari, che circondano il contatto, essendo situate in apposite sedi lungo la superficie laterale del tulipano, il cui profilo 444 presenta varie concavità di alloggiamento ed un anello 44, distanziatore dei contatti striscianti 46. The earthing switch 50 is made up of three electrical poles, whose fixed contacts 6 are mounted on three terminals 2 for connection to the external circuits (in most cases the terminals 2 are connected to the external cables), each placed at the base of the columns 12, containing the movable contacts 14 of the poles of the on-load disconnector 10. The fixed contacts 6 of the earthing switch 50 are mounted on the concircular support, which surround the contact, being located in special seats along the lateral surface of the tulip, whose profile 444 it has various housing concavities and a ring 44, spacer of the sliding contacts 46.

Questo sistema multiplo di molle 42, strette attorno al contatto fisso 18, garantisce il corretto funzionamento del dispositivo di manovra in presenza di elevate sollecitazioni di tensione e corrente, anche con l'usura più elevata conseguente alla durata limite della vita in esercizio dei contatti 18 stessi. La distribuzione delle quattro molle 42 assicura, infatti, una perfetta omogeneità circonferenziale della pressione del contatto fisso 18 sul contatto mobile 14, in modo che, durante l'arco che viene a formarsi, venga assicurata comunque (anche a correnti e tensioni di esercizio elevate rispetto all'arte nota) la continuità elettrica. This multiple system of springs 42, tightened around the fixed contact 18, guarantees the correct operation of the operating device in the presence of high voltage and current stresses, even with the highest wear resulting from the limit duration of the operating life of the contacts 18. themselves. The distribution of the four springs 42 ensures, in fact, a perfect circumferential homogeneity of the pressure of the fixed contact 18 on the mobile contact 14, so that, during the arc that is formed, it is ensured in any case (even at high operating currents and voltages with respect to the known art) electrical continuity.

I frammenti di materiale incandescente, che si liberano all'atto dell'arco, solitamente investono la struttura metallica del contatto fisso 18, provocando danni irreversibili, conseguentemente al fatto che la conduzione elettrica non può più avvenire (ciò riveste notevole importanza anche nel caso delle prove di tenuta a correnti elevate in conformità alle norme elettrotecniche nazionali ed internazionali). The fragments of incandescent material, which are released upon the arc, usually hit the metal structure of the fixed contact 18, causing irreversible damage, consequently to the fact that the electrical conduction can no longer occur (this is also of considerable importance in the case of high current tightness tests in compliance with national and international electrotechnical standards).

La conformazione esterna del contatto fisso 18 oggetto della presente invenzione ed il numero di molle 42 presenti attorno al tulipano assicurano/ invece, continuità elettrica sino a correnti intense, di breve durata (20 kA, 2 s., oppure 25 kA, 1 s). The external conformation of the fixed contact 18 object of the present invention and the number of springs 42 present around the tulip ensure / instead, electrical continuity up to intense currents, of short duration (20 kA, 2 s., Or 25 kA, 1 s) .

Alte prestazioni di correnti nominali e di stabilimento di elevate correnti di corto circuito si ottengono, inoltre, sagomando la sbarra 5 dei contatti mobili di terra con tre incavi 61, che costituiscono i contatti e si innestano in chiusura nei corrispondenti contatti fissi 6. Ciò aumenta notevolmente la resistenza meccanica dell'intera struttura del dispositivo di manovra quando il sistema è sollecitato dagli sforzi elettrodinamici derivanti da brevi impulsi di corrente di elevata intensità ed alte tensioni di esercizio. High performances of nominal currents and establishment of high short-circuit currents are also obtained by shaping the bar 5 of the movable earth contacts with three recesses 61, which constitute the contacts and engage in closing in the corresponding fixed contacts 6. This increases considerably the mechanical resistance of the entire structure of the operating device when the system is stressed by the electrodynamic stresses deriving from short current pulses of high intensity and high operating voltages.

Il funzionamento del dispositivo di manovra tripolare, secondo l'invenzione, è il seguente: quando i sezionatori 10, 50 sono aperti e le saracinesche 22 chiudono l'imbocco dell'isolatore 19, esiste una sostanziale continuità del setto 31, cioè le parti in tensione non sono accessibili dallo scomparto inferiore 34 del sezionatore sottocarico 10. Quando si desidera accedere allo scomparto 34, per esempio per operazioni di controllo e di manutenzione, si aziona l'albero 3, messo a terra, fino all'innesto della sbarra 5 dei contatti mobili di terra nei contatti fissi 6 di terra del sezionatore 50. Azionando l'albero 3 fino alla chiusura dei contatti di terra, viene azionato, tramite un cinematismo di rinvio (non illustrato), anche l'albero 24, finché il cinematismo articolato 20, 21 è disteso nella posizione di chiusura della saracinesca 22 e, conseguentemente, il contatto 8 poggia sul contatto mobile 14, vincolando quest'ultimo al potenziale di terra. In questo modo è possibile, con un'unica manovra, chiudere i contatti di terra, segregare i vani dei contatti fissi 18 del sezionatore sottocarico 10 e mettere al potenziale di terra i contatti mobili 14 aperti: questa caratteristica contribuisce a realizzare un dispositivo di manovra di sezioni delle linee elettriche degli impianti industriali altamente sicuro ed efficace e rende particolarmente adatto l'utilizzo dei sezionatori 10, 50 in serie, che sono oggetto della presente invenzione, per il montaggio in quadro, essendo facilitate le operazioni di manutenzione (per esempio, è possibile la sostituzione di un fusibile con le barre a sostegno dei contatti fissi 6 del sezionatore di terra 50 in tensione). The operation of the three-pole operating device, according to the invention, is as follows: when the disconnectors 10, 50 are open and the gate valves 22 close the inlet of the insulator 19, there is a substantial continuity of the partition 31, i.e. the parts in are not accessible from the lower compartment 34 of the on-load disconnector 10. When you want to access compartment 34, for example for checking and maintenance operations, the shaft 3, earthed, is activated until the busbar 5 of the movable earth contacts in the fixed earth contacts 6 of the disconnector 50. By activating the shaft 3 until the earth contacts are closed, the shaft 24 is also activated by means of a transmission mechanism (not shown), until the articulated mechanism 20, 21 is extended in the closing position of the gate 22 and, consequently, the contact 8 rests on the mobile contact 14, binding the latter to the earth potential. In this way it is possible, with a single maneuver, to close the earth contacts, segregate the compartments of the fixed contacts 18 of the switch 10 and place the movable contacts 14 open to earth potential: this feature helps to create an operating device of sections of the electrical lines of highly safe and effective industrial plants and makes it particularly suitable to use the disconnectors 10, 50 in series, which are the subject of the present invention, for assembly in switchboards, since maintenance operations are facilitated (for example, it is possible to replace a fuse with the bars supporting the fixed contacts 6 of the earthing switch 50 powered).

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche del dispositivo di manovra di sezioni di linee elettriche, che è oggetto della presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi. In particolare, essi sono rappresentati da: From the above description the characteristics of the device for maneuvering sections of electric lines, which is the object of the present invention, are clear, as are the advantages. In particular, they are represented by:

- completa separazione fra alimentazione e dispositivo interruttore, per mezzo di un isolatore passante a campana per ogni polo; - complete separation between power supply and switch device, by means of a bell-shaped bushing insulator for each pole;

- segregazione metallica del contatto fisso a sezionatore aperto, tramite saracinesca articolata, per impedire all'operatore ogni possibilità di accesso alle parti in tensione; - metal segregation of the fixed contact with the disconnector open, by means of an articulated gate valve, to prevent the operator from accessing the live parts;

- confinamento dell'arco all'interno della campana e, quindi, sicurezza nelle manovre di interruzione; - confinement of the arch inside the bell and, therefore, safety in interruption maneuvers;

- facilità e rapidità di installazione; - ease and speed of installation;

- stabilimento di correnti elevate ed apertura di alte correnti nominali (sino a 800 A.), dovuti al sistema multiplo a quattro corone di molle fissate al corpo del contatto fisso, alla conformazione orizzontale della saracinesca ed al sistema di aggancio dei contatti mobili (costituiti da incavi e ricavati su una sbarra conduttrice del sezionatore di terra) con i rispettivi contatti fissi. - establishment of high currents and opening of high rated currents (up to 800 A.), due to the multiple system with four rows of springs fixed to the body of the fixed contact, to the horizontal conformation of the gate and to the hooking system of the moving contacts (consisting of from recesses and obtained on a conductor bar of the earthing switch) with the respective fixed contacts.

E' chiaro, infine, che numerose varianti possono essere apportate al dispositivo di manovra e di protezione, che è oggetto della presente invenzione, senza per questo uscire dai princìpi di novità ìnsiti nell'idea inventiva, così come è chiaro che, nella pratica attuazione dell'invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e gli stessi potranno essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti. Finally, it is clear that numerous variations can be made to the switching and protection device, which is the subject of the present invention, without thereby departing from the principles of novelty inherent in the inventive idea, just as it is clear that, in the practical implementation of the invention, the materials, shapes and dimensions of the illustrated details may be any according to requirements and the same may be replaced with other technically equivalent ones.

Per esempio, l'alloggiamento del contatto fisso del sezionatore sottocarico potrà essere anche diverso da un isolatore a campana. Inoltre, la stessa struttura del contatto di terra, solidale con la saracinesca di segregazione, potrà essere di qualsiasi conformazione, purché atta ad assicurare la connessione tra contatto di terra e contatto mobile del sezionatore. Il cinematismo articolato, che porta il sopra citato contatto mobile di terra potrà, infine, essere di svariate conformazioni e composto anche da una pluralità di pezzi (per esempio a saracinesca, ovvero a tenda, ad elementi sovrapposti), purché atto a realizzare una totale segregazione dei vani dei contatti tra loro. For example, the fixed contact housing of the switch disconnector may also be different from a bell insulator. Furthermore, the same structure of the earth contact, integral with the segregation gate valve, can be of any conformation, as long as it is suitable for ensuring the connection between earth contact and mobile contact of the disconnector. Finally, the articulated kinematic system, which carries the aforementioned mobile earth contact, can be of various shapes and also composed of a plurality of pieces (for example a gate, or curtain, with superimposed elements), provided that it is suitable for achieving a total segregation of the contact compartments between them.

Claims

CLAIMS 1. Switching device for sections of electric lines, suitable for establishing currents and protecting against high fault currents, comprising: - at least one switch-disconnector (10); - at least one earthing switch (50) placed in series with said switch-disconnector (10); • said switch-disconnector (10) being composed of three poles, mounted on a fixing frame (11), on which three fixed contacts (18) of the poles and three columns (12), in material in which three moving contacts (14) slide, operated by a single command, between the closed position in which they engage with the fixed contacts (18) and the open position in which they are moved away from them, each of said fixed contacts (18) being housed inside an insulator (19), at the base of which at least one mobile metal gate (22) slides, carried by an articulated kinematic mechanism (20, 21), which can segregate, controlled by at least one first shaft (24) and with the switch disconnector (10) in the open position, the compartment (32) of said fixed contact (18) of each pole by the respective mobile contact (14), binding, at the same time, by means of a contact (8) for grounding potential, called movable contact (14) of the st pole it at ground potential; • said earthing switch (50) being composed of three poles, consisting of three fixed contacts (6), which are mounted on the terminals (2) for connection to the external circuits and by a plurality of moving contacts, characterized in that said fixed contacts (6) of said earthing switch (50) are each placed at the base of each column (12), containing the moving contacts (14) of the poles of said switch-disconnector (10) and are connected to said movable contacts (14) of said switch-disconnector (10) by conducting means or fuse means (40) and characterized in that said movable contacts of said earthing switch (50) consist of a plurality of recesses (61), each of which engages in closing in the corresponding fixed contact (6) of said earthing switch (50) and are made on at least one copper bar (5), supported at the ends by at least two knives (51) , driven by at least a second shaft (3) grounded and mounted on the lower part of said support frame (11), said second shaft (3) being associated with said first shaft (24), which drives the gate (22) of segregation, through a kinematics of return, so that the gate (22) is placed in the position of segregation of the compartment (32) of the insulator (19) in synchronism with the closure of said fixed contacts (6) of said earthing switch (50).

2. Switching device for sections of electrical lines, suitable for establishing currents and for protecting against high fault currents, as in claim 1, characterized in that said gate (22), carried by an articulated mechanism (20, 21) , slides inside at least one guide (23) and is arranged, along its entire length, perpendicular to the direction of motion of said movable contact (14) of the operating switch (10) and characterized in that said articulated kinematics (20, 21) consists of at least one pair of metal portions connected by a conductor, said gate (22) being able to ensure contact with said movable contact (14) of the switch-disconnector (10), with the fixed contacts (6) of the earthing switch (50) closed, by means of at least one contact (Θ) for earthing potential, consisting of an elastic phosphor bronze plate.

3. Device for maneuvering sections of electric lines, suitable for establishing currents and protecting against high fault currents, as in claim 2, characterized in that said connection conductor of the portions of the articulated mechanism (20, 21) is a flexible braid.

4. Device for maneuvering sections of electric lines, suitable for establishing currents and protecting against high fault currents, as in claim 1, characterized in that said insulator (19) is bell-shaped.

5. Switching device for sections of electric lines, suitable for establishing currents and protecting against high fault currents, as in claim 1, characterized in that said fixed contact (18) of the switch-disconnector (10) comprises a plurality of metal lamellae (411) arranged in the shape of a tulip, whose contact pressure is ensured by a multiple system of circular springs (42), which are arranged in a ring around said fixed contact (18), in such a way to ensure circumferential homogeneity of the pressure of the fixed contact (18) on said movable contact (14) of the switch disconnector (10) and electrical continuity during the establishment of the electric arc between said movable contact (14) and said fixed contact ( 18), said fixed contact (18) presenting, on at least a portion of its lateral surface (444), a series of concavities inside which said springs (42) are housed.

6. Switching device for sections of electric lines, suitable for establishing currents and for protecting against high fault currents, as per claim 5, characterized in that said fixed contact (18) of the switch-disconnector (10) comprises at least one metal contact-holder flange (41), inside which at least one arc contact (45) slides, at least one first stop ring (43) and at least one second ring (44), spacing a plurality of sliding contacts (46).

7. Device for maneuvering sections of electric lines, suitable for establishing currents and protecting against high fault currents, as in claim 5, characterized in that said circular springs (42) are four.

8. Device for maneuvering sections of electric lines, suitable for establishing currents and protecting against high fault currents, as in claim 5, characterized in that each concavity present on said portion of lateral surface (444) of said fixed contact (18) of the switch-disconnector (10) houses at least one circular spring (42).

9. Switching device for sections of electric lines, suitable for establishing currents and protecting against high fault currents, as per claims 5 or 8, characterized in that said concavities are three and two of them each house a spring (42) circular, while one of them houses two circular springs (42).

10. Switching device for sections of electric lines, suitable for establishing currents and protecting against high fault currents, as per claims 1 or 5, characterized in that it is possible, in the course of a single maneuver, to close the contacts (6) of the earthing switch (50), segregate the compartments (32) of the fixed contacts (18) of the switch-disconnector (10) and place the moving contacts (14) of the switch-disconnector to earth potential switch-disconnector (10), in the open position, in such a way as to obtain an effective switching device in the establishment of high intensity rated currents, compared to the known art and in the protection against high intensity impulse fault currents, during opening maneuver, with respect to the known technique and, at the same time, in order to obtain a safe operating device for the operator and particularly suitable for use for panel mounting, being simplified and, with respect to the known art, maintenance and / or replacement operations, which can be performed with other live parts and, therefore, functioning.

11. Device for maneuvering sections of electrical lines as substantially described and illustrated in the attached figures.