MX2012000216A - Tubo de conmutacion al vacio. - Google Patents
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Abstract
Para perfeccionar un tubo (1) de conmutación al vacío que tiene una carcasa que comprende dos zonas (16, 17) de carcasa de material aislante dispuestas y configuradas simétricamente con respecto a un plano central (S), en donde cada una de las dos zonas (16, 17) de carcasa de material aislante comprende varias partes de carcasa (9, 10, 11, 12, 13, 14) de material aislante, el tubo tiene una resistencia dieléctrica alta y una construcción compacta, se propone que la parte de carcasa (9, 12) de material aislante dispuesta más alejada del plano central (S) de cada zona (16, 17) de carcasa de material aislante presente una longitud (L1), es mayor que la longitud (L2, L3) de las otras partes de carcasa (10, 11, 13, 14) de material aislante.
Description
TUBO DE CONMUTACIÓN AL VACÍO
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un tubo de conmutación al vacío que tiene una carcasa que comprende dos zonas de carcasa de material aislante dispuestas y configuradas simétricamente con respecto a un plano central, comprendiendo cada una de las dos zonas de carcasa de material aislante varias partes de carcasa de material aislante.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Un tubo de conmutación al vacío de este tipo se conoce por el documento DE 10029763B4. La conmutación al vacío dada a conocer en el mismo presenta una carcasa, que presenta dos zonas de carcasa de material aislante dispuestas y configuradas simétricamente con respecto a un plano central. Cada una de las dos zonas de carcasa de material aislante comprende a este respecto varias partes de carcasa de material aislante, en el caso del documento DE 10029763B4 están previstas dos partes de carcasa de material aislante en forma de cilindros cerámicos para cada una de las dos zonas de carcasa de material aislante. La longitud de las partes de carcasa de material aislante individuales está determinada a este respecto por una carga dieléctrica máxima del tubo de conmutación al vacío que corresponde a la tensión de dimensionamiento, para la que está diseñado el tubo de conmutación al vacío, y depende asimismo de la geometría interna del tubo de conmutación al vacío y de los acoplamientos capacitivos en condiciones exteriores, por ejemplo, una carcasa puesta a tierra de un disyuntor, en la que se emplea el tubo de conmutación al vacío. La longitud de las partes de carcasa de material aislante individuales está dimensionada a este respecto de tal manera que el tubo de conmutación al vacío presenta la resistencia al salto de chispa necesaria.
El objetivo de la presenta invención es perfeccionar un tubo de conmutación al vacío del tipo mencionado al principio, que presente una construcción compacta para una alta resistencia dieléctrica.
Según la invención esto se soluciona en el caso de un tubo de conmutación al vacío del tipo mencionado al principio al presentar la parte de carcasa de material aislante dispuesta más alejada del plano central de cada zona de carcasa de material aislante una longitud, que es mayor que la longitud de las otras partes de carcasa de material aislante .
Una mayor longitud de las partes de carcasa de material aislante dispuestas más alejadas del plano central de cada zona de carcasa de material aislante del tubo de conmutación al vacío es ventajosa, ya que una distribución de potencial que se ajusta en dirección axial por el tubo de conmutación al vacío no se distribuye según la experiencia linealmente por el tubo de conmutación al vacío de manera lineal, sino que las partes de carcasa de material aislante dispuestas más alejadas del plano central experimentan la mayor solicitación. Esto se debe a que las diferencias de potencial por cada carcasa de material aislante aumentan de modo constante desde un extremo del tubo de conmutación al vacío hasta el otro extremo del tubo de conmutación al- vacío, de manera que la última parte de carcasa de material aislante experimenta la carga más fuerte. En el caso de sistemas de corriente alterna se modifica además la polaridad de los potenciales que se encuentran en el tubo, de manera que las dos partes de carcasa de material aislante dispuestas más alejadas del plano central del tubo de conmutación al vacío experimentan alternativamente las mayores cargas . La longitud de estas partes de carcasa de material aislante dispuestas más alejadas del plano central se determina por tanto a partir de la resistencia dieléctrica necesaria o de la resistencia al salto de chispa, para la cual el tubo de conmutación al vacío debe ser adecuado. Otras partes de carcasa de material aislante, que presentan una menor distancia con respecto al plano central del tubo de conmutación al vacío, experimentan una menor carga dieléctrica y pueden presentar en consecuencia una menor longitud, de manera que con un tubo de conmutación al vacío configurado de esta manera se posibilita una construcción compacta para una resistencia dieléctrica alta constante del tubo de conmutación al vacío. Plano central en el sentido de la presente invención es a este respecto un plano que discurre en perpendicular al eje longitudinal del tubo de conmutación al vacío, con respecto al cual la carcasa del tubo de conmutación al vacío está configurada de manera esencialmente simétrica, presentando la carcasa, además de las partes de carcasa de material aislante en una forma conocida para tubos de conmutación al vacío, partes de tapa metálicas, a través de las cuales se extienden las conexiones de contacto para contacto fijo y contacto móvil del tubo de conmutación al vacío, a prueba de vacío, hacia el interior del tubo de conmutación al vacío. Las partes de carcasa de material aislante están configuradas ventajosamente en forma de cilindros cerámicos.
En una forma de realización ventajosa de la invención, las otras partes de carcasa de material aislante presentan una longitud decreciente a medida que decrece la distancia al plano central. Un decrecimiento de este tipo de la longitud de las otras partes de carcasa de material aislante lleva de un modo sencillo a una construcción compacta adicional del tubo de conmutación al vacío para una resistencia dieléctrica alta, ya que las cargas dieléctricas se hacen menores a medida que se va haciendo menor la distancia respecto al plano central del tubo de conmutación al vacío, de manera que los requisitos sobre la longitud de las partes de carcasa de material aislante se hacen igualmente menores.
En una forma de realización particularmente ventajosa de la invención se calculan las longitudes de las otras partes de carcasa de material aislante a partir de la longitud de la parte de carcasa de material aislante dispuesta más alejada
según : L(x)=p(x)-LN
p(x) =
Con: <2tf-0
En donde :
N = número total de partes de carcasa de material aislante del tubo de conmutación al vacío
N
x = N,N - l ...—+1.
y: 2
Un ajuste de este tipo de la longitud de las otras carcasas de material aislante mediante el cálculo a partir de la longitud de la parte de carcasa de material aislante dispuesta más alejada ha demostrado ser, en una multitud de experimentos y ensayos, el mejor ajuste posible de la longitud de las otras partes de carcasa de material aislante dependiendo de la longitud de la parte de carcasa de material aislante dispuesta más alejada, con el que se cumplen lo mejor posible los requisitos sobre la resistencia dieléctrica y la compacidad del tubo de conmutación al vacío.
En otra configuración de la invención se fijan entre las partes de carcasa de material aislante pantallas frente a una deposición por vaporización y/o elementos de control de campo. Por medio de pantallas frente a deposición por vaporización y elementos de control de campo de este tipo, que están fijados entre las partes de carcasa de material aislante y están dispuestos en el interior del tubo de conmutación al vacío, se garantiza de un modo sencillo un apantallamiento de las partes de carcasa de material aislante frente a la deposición por vaporización mediante vapores metálicos que aparecen durante el proceso de conexión.
En otra realización preferida de la invención está prevista entre las zonas de carcasa de material aislante una parte de carcasa metálica. Una parte de carcasa metálica de este tipo es igualmente ventajosa para un aumento de la resistencia al salto de chispa de un tubo de conmutación al vacío .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La invención se ilustra a continuación en más detalle por medio de un ejemplo de realización con referencia a la figura anexa , en donde :
La Figura 1 muestra una vista en sección transversal esquemática de un tubo de conmutación al vacío según la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La Figura 1 muestra un tubo 1 de conmutación al vacío con un contacto 2 fijo y un perno 3 de conexión de contacto fijo así como un contacto 4 móvil y un perno 5 de conexión de contacto móvil. El perno 3 de conexión de contacto fijo se lleva hacia fuera a este respecto por una primera parte 6 de tapa metálica del tubo de conmutación al vacío, el perno 5 de conexión de contacto móvil se lleva hacia fuera por una segunda parte 7 de tapa metálica por medio de un junta 8 de fuelle móvil a prueba de vacío desde el tubo de conmutación al vacío, de manera que el sistema de contacto está configurado a partir de un contacto 2 fijo y un contacto 4 móvil para conmutar una corriente llevada a través de los pernos 3 y 5 de conexión de contacto fijo y contacto móvil, por ejemplo de un disyuntor, en el que un movimiento de accionamiento de una unidad de accionamiento no representada en la figura puede inducirse en el perno 5 de conexión de contacto móvil para cerrar o abrir el sistema de contacto a partir del contacto 2 fijo y del contacto 4 móvil. El tubo 1 de conmutación al vacío presenta además componentes de carcasa en forma de partes 9, 10, 11 y 12, 13 y 14 de carcasa de material aislante, que están configuradas en forma de cilindros cerámicos, estando prevista entre las partes 11 y 14 de carcasa de material aislante en el ejemplo de realización una parte de carcasa 15 metálica, que está dispuesta en la zona del sistema de contacto a partir del contacto 2 fijo y del contacto 4 móvil. La carcasa del tubo 1 de conmutación al vacío está construida y dispuesta de forma esencialmente simétrica con respecto a un plano central S, formando la parte 9, 10 y 11 de carcasa de material aislante una primera zona 16 de carcasa de material aislante y las partes 12, 13 y 14 de carcasa de material aislante una segunda zona 17 de carcasa de material aislante, de manera que, dicho de otro modo, las zonas 16 y 17 de carcasa de material aislante están dispuestas y configuradas de forma simétrica con respecto al plano central S. Simétricamente en el sentido del ejemplo de realización significa en este caso que las partes 9 y 12 de carcasa de material aislante presentan la misma longitud Li, las partes 10 y 13 de carcasa de material aislante presentan la misma longitud L2 y las partes 11 y 14 de carcasa de material aislante presentan la misma longitud L3 y las zonas 16 y 17 de carcasa de material aislante presentan la misma distancia al plano central S. Entre dos partes de carcasa de material aislante contiguas tal como en las zonas límite entre partes de carcasa de material aislante y las partes 6 y 7 de tapa metálicas primera y segunda están dispuestos a este respecto pantallas 18 a 25 frente a la deposición por vaporización y/o elementos de control de campo previstos en el interior del tubo 1 de conmutación al vacío y fijados a prueba de vacío. Las pantallas 18 a 25 frente a la deposición por vaporización y/o los elementos de control de campo sirven para apantallar las partes de carcasa de material aislante frente a la deposición por vaporización con vapores metálicos generados durante una operación de conexión mediante quemado de los contactos.
Un tubo de conmutación al vacío como el representado en el ejemplo de realización en un sistema de corriente alterna experimenta un ajuste de potencial en dirección axial, aumentando la distribución de potencial desde un extremo de tubo hasta el otro extremo, de manera que la última cerámica es la que soporta la mayor carga. Dependiendo de la polaridad, en el caso del tubo 1 de conmutación al vacío se trata de la parte 9 ó 12 de carcasa de material aislante, que presentan en consecuencia la mayor longitud Li, puesto que se trata de las partes de carcasa de material aislante dispuestas más alejadas del plano central de cada zona de carcasa de material aislante. La longitud Li se determina por tanto a partir de los requisitos sobre la resistencia dieléctrica del tubo de conmutación al vacío así como la tensión de dimensionamiento así como de las circunstancias exteriores, tal como, por ejemplo, acoplamientos capacitivos en una carcasa puesta a tierra de un disyuntor circundante. La longitud L2 o L3 de las partes 10 y 13 ó 11 y 14 de carcasa de material aislante se determina a partir de la longitud Li de las partes 9 y 12 de carcasa de material aislante según la fórmula
L(x)= p(x)-LN ,
siendo N el número de cerámicas, en el caso del ejemplo de realización 6, y siendo p(x) un factor de ajuste a escala, que se determina a partir de:
P(X) (2X-\)/(2N-])I
pudiendo adoptar x los valores N, N-l... N/2 + 1, de manera que en el ejemplo de realización de la figura, para N = 6 por motivos de simetría x adopta los valores 6, 5 y 4, y las longitudes de las partes 9 y 12 así como 10 y 13, y 11 y 14 de carcasa de material aislante en cada caso, igualmente debido a la simetría con respecto al plano central S, son igual de grandes, siendo el factor de ajuste a escala
rfe-.-rfl) y Slend0 *5>=*¾-f y ^)=,(3)^
Por medio de las fórmulas expuestas previamente se obtiene por consiguiente para la longitud L2 = 0.81 * Lx y para la longitud L3 = 0.45 * Lx .
Lista de números de referencia
1 tubo de conmutación al vacío
2 contacto fijo
3 perno de conexión de contacto fijo
4 contacto móvil
5 perno de conexión de contacto móvil
6 primera parte de tapa metálica
7 segunda parte de tapa metálica
8 junta de fuelle
9 a 14 partes de carcasa de material aislante / cilindro cerámico
15 parte de carcasa metálica
16 primera zona de carcasa de material aislante
17 segunda zona de carcasa de material aislante
18 a 25 pantallas frente a deposición por vaporización o elementos de control de campo
longitud de las partes 9 y 12 de carcasa de material aislante
longitud de las partes 10 y 13 de carcasa de material aislante
longitud de las partes 11 y 14 de carcasa de material aislante
plano central / eje de simetría
Claims (5)
1. Un tubo (1) de conmutación al vacío que tiene una carcasa que comprende dos zonas (16, 17) de carcasa de material aislante dispuestas y configuradas simétricamente con respecto a un plano central (S) , cada una de las dos zonas (16, 17) de carcasa de material aislante comprende varias partes de carcasa (9, 10, 11, 12, 13, 14) de material aislante, caracterizado porque la parte de carcasa (9, 12) de material aislante dispuesta más alejada del plano central (S) de cada zona (16, 17) de carcasa de material aislante presenta una longitud (L ) , que es mayor que la longitud (L2, L3) de las otras partes (10, 11, 13, 14) de carcasa de material aislante.
2. El tubo (1) de conmutación al vacío según la reivindicación 1, caracterizado porque las otras partes de carcasa (10, 11, 13, 14) de material aislante presentan una longitud (L2, L3) decreciente a medida que decrece la distancia al plano central (S) .
3. EL tubo (1) de conmutación al vacío según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las longitudes de las otras partes de carcasa (10, 11, 13, 14) de material aislante se calculan a partir de la longitud de la parte de carcasa (9, 12) de material aislante dispuesta más alejada según : ' ' ' N (2.v-l) p(x) =¦ en donde : N = número total de partes de carcasa de material aislante del tubo de conmutación al vacío N x = N,N-\...— + 1. y: 2
4. El tubo de conmutación al vacío según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque entre las partes de carcasa (9, 10, 11, 12, 13, 14) de material aislante están fijadas pantallas (18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25) frente a la deposición por vaporización y/o elementos (18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25) de control de campo.
5. El tubo de conmutación al vacío según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre las zonas (16, 17) de carcasa de material aislante está prevista una parte (15) de carcasa metálica.
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