INTERRUPTOR DE DESCONEXIÓN DE ALTO VOLTAJE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención está relaciona con un circuito de distribución de energía eléctrica para líneas de distribución de energía eléctrica, más particularmente, con un interruptor de desconexión de alto voltaje. Muy a menudo los circuitos de distribución de energía eléctrica incluyen líneas de distribución de energía eléctrica elevadas montadas sobre postes mediante una gran variedad de estructuras de montaje. Los postes pueden tener una altura de 40 a 50 pies de alto. Las líneas de distribución requieren interruptores de desconexión de circuito en ciertos lugares. Ya que dichas líneas de distribución comúnmente operan en un sistema trifásico, existen tres líneas asociadas que ordinariamente deben desconectarse y volverse a conectar de manera simultánea. Esto requiere interruptores operados en grupo. Los sistemas de distribución de energía eléctrica requieren interruptores por muchas razones, incluyendo aislamiento de falla, transferencia de carga de una fuente a otra, aislamiento de segmentos de línea para propósitos de mantenimiento o nueva construcción, en algunos casos para derrame de cargas. Los interruptores operados por tres postes acoplados como el interruptor descrito en la Patente Norteamericana de Bridges No. 5,483,030 son interruptores que se operan manualmente de bajo costo comunes que proporcionan tales capacidades de interrupción. Otros tipos de interruptor se describen en Dorsey et al., Solicitud No. 08/562,906, presentada el 27 de Noviembre de 1995. Los interruptores de desconexión operados en grupo convencionales utilizan interruptores de ruptura por aire comprimido para desconectar y volver a conectar las líneas. Particularmente, se mueve una cuchilla de contacto ya sea mediante una activación manual o mediante una activación automática con relación a una mordaza. Tales interruptores de ruptura por aire comprimido operan satisfactoriamente, en particular en vista del hecho de que los interruptores tienden a ser operados con poca frecuencia. Sin embargo, tales interruptores de ruptura por aire comprimido están expuestos a los elementos y pueden ser más difíciles de operar ba o ciertas condiciones ambientales, tales como condiciones de congelamiento, cuando están sometidos a contaminantes o en ambientes corrosivos. Con la re-ingeniería actual de los sistemas de uso existe una necesidad anticipada de aparatos de desconexión de circuito operados por grupos interruptores más frecuentemente para volver a enrutar sub-estaciones y similares. Esto puede requerir operaciones de interrupción múltiple diarias. Ventajosamente, estas condiciones deben cumplirse mientras que mantienen una larga vida del aparato de desconexión.
La presente invención está dirigida a resolver uno o más de los problemas mencionados anteriormente en una manera simple y novedosa. De acuerdo con la invención, se describe un interruptor de desconexión de alto voltaje que utiliza un interruptor de circuito al vacío. Ampliamente, en un aparato de desconexión de circuito operado en grupo para líneas de energía eléctrica elevada que incluye un operador que controla el aparato, varios interruptores de desconexión cada uno comprende un interruptor de circuito al vacío que tiene un extremo de contacto fijo y un extremo de contacto móvil. Un primer adaptador de terminal se conecta eléctricamente al extremo de contacto fijo. Un segundo adaptador de terminal se conecta eléctricamente al extremo de contacto móvil. Un eje es activado operativamente por el operador. Un mecanismo basculador se acopla operativamente al eje y al extremo de contacto móvil. El mecanismo basculador opera selectivamente el extremo de contacto móvil para activar el interruptor de circuito al vacío en respuesta a la rotación del eje. Más particularmente, se monta un interruptor de circuito al vacío dentro de un manguito de aislamiento. La corriente es transferida desde un adaptador de terminal a través del interruptor de circuito al vacío a un adaptador de terminal al vacío fijando una tuerca de contacto plateada en un extremo de contacto móvil del interruptor de circuito al vacío y utilizando un ensamble de contacto tipo oscilante para conectar la tuerca de contacto al adaptador de terminal al vacío. El aislamiento giratorio del interruptor de desconexión activa un mecanismo de hacer/interrumpir que abre y cierra los contactos dentro del interruptor de circuito al vacío. El aislador rotatorio gira un ensamble de estructura para que en un punto apropiado la operación de un punto basculante se pueda alcanzar y los resortes rápidamente giren un ensamble de activador que activa los contactos al vacío móviles a alta velocidad para abrir o cerrar la posición. La velocidad del contacto es de aproximadamente 7-10 milisegundos, que proporciona un cierre o interrupción de circuito eficiente. Otras características y ventajas del la invención serán fácilmente evidentes a partir de la especificación y los dibujos. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en elevación frontal de un aparato de desconexión de circuito operado en grupo que incluye interruptores de desconexión de alto voltaje de acuerdo con la invención montados en un poste; la Figura 2 es una vista en elevación lateral del aparato mostrado en la Figura 1; la Figura 3 es una vista en elevación lateral
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ampliada del aparato de desconexión operado en grupo de la Figura 1; la Figura 4 es una vista en planta superior parcialmente cortada del interruptor de desconexión de alto voltaje de acuerdo con la invención; la Figura 5 es una vista lateral del interruptor de desconexión de alto voltaje de la Figura 4; la Figura 6 es una vista en elevación posterior, con partes removidas para claridad, mostrando componentes de transferencia de corriente para el interruptor de desconexión de alto voltaje de la Figura 4; la Figura 7 es una vista en elevación lateral parcial, con partes removidas para claridad, ilustrando un mecanismo de activación giratorio del interruptor de desconexión de la Figura 4; la Figura 8 es una vista en planta de un ensamble de estructura del interruptor de desconexión de la Figura 4; la Figura 9 es una vista en elevación lateral del ensamble de estructura de la Figura 8; la Figura 10 es una vista en elevación lateral de un ensamble de activador del interruptor de desconexión de la Figura 4; la Figura 11 es una vista en planta del ensamble del activador de la Figura 10; la Figura 12 es una vista en elevación frontal de
un ensamble de extremo de varilla del interruptor de desconexión de la Figura 4; y la Figura 13 es una vista en elevación lateral del ensamble de extremo de varilla de la Figura 12. Haciendo referencia a la Figura 1, las líneas Ll,
L2 y L3 de distribución de energía eléctrica elevada son transportadas en un poste P mediante un aparato 20 de desconexión de circuito operado en grupo. El aparato 20 de desconexión se opera en respuesta a señales de comando de un ensamble 22 de control de interruptor montado en el poste P. El ensamble 22 de control de interruptor desarrolla las señales de comando con base en los comandos de usuario que se originan ya sea local o remotamente. Haciendo referencia a las Figuras 2 y 3, el aparato 20 de desconexión de circuito incluye un ensamble 24 de base, tres interruptores 26, 28 y 30 de desconexión, respectivamente, montados en el ensamble 24 de base y un ensamble 32 de motor montado en la parte de abajo del ensamble 24 de base. El ensamble 24 de base, el ensamble 32 de motor y el ensamble 22 de control pueden ser como se describen generalmente en Dorsey et al., Solicitud de Patente 08/562,906, asignada al cesionario de la presente invención, cuya especificación se incluye en la presente para referencia. Como se describe en la solicitud mencionada, el ensamble 32 de motor se acopla mecánicamente con un ensamble
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de varilla de operación transversal (no mostrada en la presente) en el ensamble 24 de base para que una operación simultánea de tres interruptores 26, 28 y 30 de desconexión pueda lograrse por ensamble 32 de motor. De acuerdo con la presente invención, los tres interruptores 26, 28 y 30 de desconexión utilizan interruptores 38 de desconexión de alto voltaje con interruptores de circuito al vacío, como se describirá más particularmente en lo siguiente. Haciendo referencia particular a la Figura 3, se ilustra el primer interruptor 26 de desconexión. Los otros interruptores 28 y 30 de desconexión son idénticos en construcción y por lo tanto no se describirán en detalle en la presente. El interruptor 26 de desconexión incluye un aislador 34 fijo, un aislador 36 giratorio y el interruptor 38 de desconexión de alto voltaje de acuerdo con la invención. Particularmente, el aislador 34 fijo se monta de manera fija en un extremo utilizando una abrazadera 40 en el ensamble 24 de base. Un soporte 42 de barra terminal monta un extremo opuesto de aislador 34 fijo en un adaptador de terminal 44 del interruptor 38 de desconexión de alto voltaje. El aislador 36 giratorio se monta en un eje 46 vertical que es activado por el sistema de activación alojado en el ensamble 24 de base en la manera descrita en la solicitud mencionada. Como será evidentes, otros sistemas de activación también podrán utilizarse para activar el aislador 36 giratorio, incluyendo tanto activadores operados del tipo manual como activadores operados por motor. Un extremo superior del aislador 36 giratorio se conecta de manera operativa al mecanismo 48 basculante, véase las Figuras 4 y 5, encerrado en el alojamiento 50. El mecanismo 48 basculante es parte del interruptor 38 de desconexión de alto voltaje. Haciendo referencia a las Figuras 4 y 5, se ilustra con detalle el interruptor 38 de desconexión de alto voltaje. Un interruptor 52 de circuito al vacío se monta adentro de un manguito 54 cicloalifático cilindrico. El interruptor 52 de circuito al vacío está en la forma de una botella 56 al vacío que incluye contactos al vacío móviles (no mostrados) dentro del mismo. El área alrededor de la botella al vacío dentro del manguito 54 se rellena con un gel dieléctrico de silicona. Esto incrementa la fuerza dieléctrica de la botella 56 al vacío. El interruptor 52 de circuito al vacío incluye un extremo 58 de contacto fijo y un extremo 60 de contacto móvil en extremos opuestos del mismo. Una varilla 62 de conducción se extiende a través del manguito 54 y se asegura de modo que un extremo interior de la varilla 62 está en contacto eléctrico con el extremo 58 de contacto fijo. La varilla 62 está fija externamente a la barra 44 terminal. De este modo, la barra 44 terminal está en contacto eléctrico con el extremo 58 de contacto fijo. La botella 56 al vacío está ensamblada en una tapa 64 que sella el manguito 54. La corriente transferida del extremo 60 del contacto móvil del interruptor de circuito al vacío fijando una tuerca 66 de contacto plateada en el extremo 60 de contacto móvil, véase Figura 6. Un ensamble 68 de contacto tipo oscilante que incluye remaches de plata (no mostrados) conecta la tuerca 66 de contacto con el adaptador 70 de terminal al vacío. El adaptador 70 de terminal al vacío se conecta en la tapa 64 utilizando sujetadores 72 roscados, como se ilustra en la Figura 6. El ensamble 68 de contacto incluye un resorte 74 para mantener la tensión entre el ensamble 68 de contacto y las tuercas 66 de contacto y la terminal 70 al vacío a pesar del movimiento de la tuerca 66 de contacto en respuesta al movimiento de activación por el mecanismo 48 basculante, como se mencionará más adelante. Haciendo referencia a la Figura 7, el mecanismo 48 basculante incluye un mecanismo 76 de activación giratoria activado por el aislador 36 giratorio, véase Figura 3. La terminal 70 al vacío incluye una abertura 78 pasante, véase la Figura 6, que tiene un balero 80 asegurado en su lado de abajo, véase la Figura 7. Un eje 82 se extiende a través del balero 80 y está conectado a un extremo inferior con una pestaña 84 y un extremo superior al ensamble 86 de estructura. La pestaña 84 está conectada de manera operativa
al aislador 36 giratorio para girar junto con el mismo. Haciendo referencia una vez más a las Figuras 4 y 5, el ensamble 86 de estructura se conecta de manera operativa a un ensamble 88 activador que operativamente acopla un ensamble 90 de extremo de varilla conectado por medio de una varilla 92 roscada a la tuerca 66 de contacto para transferir el movimiento de activación giratorio del aislador 36 giratorio, véase la Figura 3, al movimiento lineal selectivo de la varilla 92 roscada y de este modo la tuerca 66 de contacto para operar el interruptor 52 de circuito al vacío. Particularmente, el aislador 36 giratorio gira el ensamble 86 de estructura. En un punto apropiado en la operación giratoria, se alcanza un punto basculante. Dos resortes 94 giran rápidamente el ensamble 88 activador activando los contactos móviles a una velocidad muy alta para la posición abierta o cerrada. La velocidad de contacto es de aproximadamente 7-10 milisegundos, que proporciona un cierre o interrupción de circuito extremadamente eficiente. Haciendo referencia a las Figuras 8 y 9, se ilustra en detalle el ensamble 86 de estructura. El ensamble 86 de estructura incluye una estructura 100 con una forma irregular "P" que tiene pies 102 y 104 de extremo asegurados utilizando tornillos, no mostrados, en las aberturas 106 roscadas en la tapa 64, véase la Figura 6. Un balero 108 de nylon pasa a través de una abertura (no mostradas) en una primera pata 110 más cercana al primer pie 102. Un eje 112 se extiende a través del balero 108. Un primer brazo 114 de palanca se conecta de manera fija a un extremo cercano del eje 112, mientras que un segundo brazo 116 de palanca se conecta al extremo distante del eje 112. Pasadores 118 giratorios aseguran los brazos 114 y 116 de palanca en el eje 112. Los pasadores 120 de resorte de palanca se extienden unos hacia otros desde los extremos distantes de los brazos 114 y 116 de palanca. Una unión 122 universal se conecta al extremo cercano del eje 112 utilizando un pasador 124 giratorio y un extremo opuesto de la unión 122 universal se conecta a un anillo 126 utilizando un pasador 128 giratorio. Haciendo referencia a la Figura 7, el anillo 126 se conecta de manera operativa al eje 82 para que giren juntos. Un pasador 146 de bisagra se fija en la estructura 100. De este modo, como es evidente, el movimiento giratorio del aislador 36 giratorio gira al eje 112 a través de la unión 122 universal para girar los brazos 114 y 116 de palanca . Haciendo referencia a las Figuras 10 y 11, el ensamble 88 de activador incluye un separador 130 colocado entre la primera y segunda placa 132 de activador. Una varilla 134 de sujeción elevadora se extiende a través de las aberturas 136 en las placas 132 de activador y a través de un abertura 138 en el separador. Las tuercas 140 de seguro
iAÁa.AAÁ»ima?á: mantienen las placas 132 del activador en una relación ensamblada separada por el separador 130. Cada placa 132 de activador tiene una configuración generalmente triangular con "esquinas cuadradas" e incluye la varilla 134 de sujeción cerca de una esquina de las mismas. Una abertura 142 de bisagra relativamente pequeña se proporciona cerca de una segunda esquina mientras que una abertura 144 de activador relativamente grande se proporciona cerca de la tercera esquina. Haciendo referencia una vez más a la Figura 5, el ensamble 88 de activador se monta de manera embisagrada al ensamble 86 de estructura con las placas 132 de activador intercalando la estructura 100 y el pasador 146 de bisagra pasando a través de las aberturas 142 de bisagra. Los resortes 94 se fijan en los extremos opuestos a los pasadores 120 de resorte de palanca de ensamble de estructura y la varilla 134 de sujeción de ensamble de activador. Haciendo referencia a las Figuras 12 y 13, el ensamble 90 de extremo de varilla comprende un extremo 150 de varilla de contacto que tiene un contra orificio 152 roscado en un extremo interior y una abertura 154 transversal en un extremo distante que recibe un pasador 156 de cruz. Un pasador 158 giratorio se inserta en una abertura 160 longitudinal de extremo distante para asegurar el pasador 156 de cruz en la abertura 154 transversal.
&? iíA???dk LA*-~ j>fc .?— ... 4aí - íÜ-í Como se muestra en la Figura 4, la varilla 92 roscada se rosca en un extremo dentro del extremo 60 de contacto móvil del interruptor de circuito al vacío y en su extremo distante en la abertura 152 roscada en el extremo de varilla de contacto del ensamble en el extremo de varilla. Como tal, el pasador 156 de cruz se extiende a través de las aberturas 144 de activador de placa de activador. Debido a la configuración antes descrita, a medida que el eje 112 de estructura gira, en respuesta al movimiento giratorio del aislador 36 giratorio, los brazos 114 y 116 de palanca se mueven angularmente hacia dentro y hacia afuera dependiendo de la dirección de rotación. Los resortes 94 de tensión se activan sobre la línea central para pivotear el ensamble 88 de activador alrededor de las aberturas 142 de bisagra y la abertura 144 de activador selectivamente jala o empuja el pasador 156 de cruz del ensamble 90 de varilla para jalar o empujar la varilla 92 y de este modo abrir o cerrar el interruptor 52 de circuito al vacío. Haciendo referencia a las Figuras 3 y 5 se monta un protector 162 contra hielo en el lado de abajo de la terminal 70 al vacío para cubrir el extremo superior del aislador 36 giratorio . Debido a la configuración antes descrita, el mecanismo 48 basculante está encerrado en el alojamiento 50 y los contactos eléctricos de desconexión están contenidos
dentro de la botella 56 al vacío. Esto evita problemas debido a las condiciones de congelamiento y otros factores ambientales tales como contaminantes y materiales corrosivos, tal como agua salada y similares. Por otra parte el protector 162 contra hielo da como resultado que cualquier partícula de hielo sobre el aparato de desconexión que sea colocada de manera frágil para que al momento de operar el interruptor 30 de desconexión el hielo se rompa fácilmente. Por otra parte, el interruptor 52 al vacío se adapta para manejar cargas magnetizadas y capacitivas del interruptor. Por otra parte, el mecanismo 48 basculante se adapta para jalar los compactos del interruptor de circuito de vacío para que se abran a alta velocidad y portar la corriente del interruptor 52 de circuito al vacío al adaptador 70 de terminal al vacío. Esta construcción permite operaciones de interruptor frecuente y mantiene la larga vida del interruptor 32 de desconexión.
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