PT1529299E - Mecanismo de accionamento para a instalação de comutação e método de funcionamento. - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

MECANISMO DE ACCIONAMENTO PARA INSTALAÇÃO DE COMUTAÇÃO

E MÉTODO DE FUNCIONAMENTO A invenção refere-se a um mecanismo de accionamento que, com a ajuda da energia armazenada em dispositivos de acumulação de energia e com a ajuda de meios de conversão, é utilizado para incorporar um interruptor composto de um ou mais disjuntores em vazio num circuito eléctrico ou para abrir este interruptor. 0 circuito em questão pode, por exemplo, compreender um cabo, o interruptor e um sistema de carril, em que o interruptor conecta o cabo ao sistema de carril ou desconecta-o. Mais concretamente, a presente invenção refere-se a um mecanismo de accionamento de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. Num aspecto adicional a presente invenção refere-se a um método de funcionamento deste mecanismo de accionamento, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 8.

Este mecanismo de accionamento é conhecido, por exemplo, desde a publicação da Patente EP-A-0 450 194, que descreve um mecanismo de accionamento de interruptor. Numa das formas de realização descritas, um interruptor de selecção é utilizado para conectar um campo de comutação a um sistema de carril ou à terra.

No caso de uma instalação de comutação trifásica, os interruptores deste tipo são compostos de três pólos, que podem cada um deles incorporar ou interromper uma fase da instalação no circuito. Neste contexto, é importante que os três pólos sejam ligados e desligados simultaneamente de forma a operarem de modo sincronizado como um único interruptor. Geralmente, isto é conseguido através do acoplamento das alavancas que accionam os pólos separados via um eixo motor. Pretende-se também, limitar 1 ao máximo as dimensões da instalação de comutação para obter uma instalação compacta mais fácil de instalar num espaço limitado.

Adicionalmente, os mecanismos de accionamento deste tipo devem ter energia suficiente para poder aplicar as requeridas velocidades de comutação "on" e "off" para os contactos principais, o que significa que forças consideráveis ocorrem no mecanismo. De forma a também assegurar uma força de contacto suficiente, são requeridas forças consideráveis e devem ser absorvidas pelo mecanismo.

Além disso, tem-se considerado que, na prática, as falhas ocorridas em instalações de comutação são atribuíveis, de forma significativa, a defeitos no mecanismo de accionamento.

Geralmente, para melhorar a fiabilidade e reduzir a necessidade de manutenção, tenta-se desenhar o mecanismo de accionamento da forma mais simples possível, com o menor número possível de componentes.

Finalmente, tem também sido considerado que as falhas no funcionamento das instalações de comutação são particularmente atribuíveis ao mecanismo de accionamento e, em particular, a causas ambientais, como por exemplo, corrosão e contaminação por poeiras dos lubrificantes e secagem destes últimos. A invenção tem como objecto prover um mecanismo de accionamento de acordo com as condições anteriormente mencionadas impostas aos mecanismos de accionamento, em particular, em relação à compacidade da instalação de comutação total, e na qual uma maior simplificação e uma maior redução do número de componentes, é conseguida em comparação com outros mecanismos de accionamento já conhecidos. 2

Para este objectivo, a presente invenção provê um mecanismo de accionamento de acordo com a reivindicação 1. A construção usando a alavanca articulada torna possível exercer uma elevada força compressiva ou de tracção com um momento de torção relativamente baixo no fim de um movimento de rotação do eixo motor do seccionador.

Numa forma de realização adicional, o eixo motor do seccionador pode ser girado ainda mais para uma terceira posição, em que cada uma das pluralidades de seccionadores forma uma ligação eléctrica entre o pólo do elemento de comutação e um contacto à terra, numa posição de ligação à terra que corresponde à terceira posição. Isto torna possível de ligar à terra partes da instalação de comutação, se necessário. É preferível que a posição de deslizamento e a posição de ligação à terra constituam as posições extremas do eixo motor, com a posição de interrupção entre eles. A ligação entre os seccionadores e os pólos dos elementos de comutação exerce tanto uma função de condução eléctrica como uma função mecânica. Por exemplo, enquanto mantém uma boa ligação electro-condutora, também seria possível um movimento rectilíneo ascendente e descendente dos elementos de comutação e um movimento rotativo dos seccionadores à volta da ligação. Em situações deste tipo é usual utilizar as denominadas conexões de cabo entrançado. No entanto, estas conexões são relativamente caras, requerem um trabalho de montagem adicional e ocupam mais espaço. Consequentemente, de acordo com a invenção, é utilizada uma conexão deslizante, na qual é integrado o pivot sobre o qual giram os seccionadores. 3

Numa forma de realização adicional vantajosa, a conexão entre a articulação perpendicular ao eixo e a alavanca articulada está ligada a uma mola tensora que puxa a conexão até parar. Tal torna possível a definição de dois estados estáveis (de preferência, a posição de deslizamento e a posição de ligação à terra).

Numa forma de realização adicional, os seccionadores deslocam-se num plano de movimento perpendicular à primeira direcção, de modo que se torna possível uma estrutura compacta e operacionalmente fiável.

Numa forma de realização adicional, o mecanismo de accionamento também compreende um módulo frontal, com um botão de paragem para por em funcionamento o dispositivo de segurança, uma primeira abertura para accionar o eixo, uma segunda abertura para accionar o eixo motor do seccionador, e um elemento selector com três posições, sendo que o elemento selector é desenhado para abrir a primeira abertura numa primeira posição, para bloquear a primeira e a segunda aberturas numa segunda posição e para abrir a segunda abertura numa terceira posição. Torna-se assim possível impor uma sequência operativa pré-determinada, que oferece vantagens no campo da segurança e da facilidade de utilização.

Numa outra forma de realização adicional, o mecanismo de accionamento é alojado num compartimento de acondicionamento. Daqui resulta menos falhas resultantes de contaminação por corrosão.

Num aspecto adicional, a presente invenção refere-se a um método para operar uma instalação de comutação equipada com um mecanismo de accionamento de acordo com a presente invenção, em que a instalação de comutação tem um primeiro estado operativo, em que cada uma das pluralidades de elementos de comutação é desligada e em que cada uma das pluralidades de seccionadores 4 está na primeira posição, e um segundo estado operativo, no qual cada uma da pluralidade de elementos de comutação está desligada e cada uma da pluralidade de seccionadores está na terceira posição, e um terceiro estado operativo, no qual a pluralidade de elementos de comutação é accionada e em que cada pluralidade de seccionadores está na primeira posição. Em cada um dos estados operativos, o elemento selector está na posição dois, e a instalação de comutação muda do primeiro estado operativo para o segundo estado operativo mediante o elemento selector colocado na posição três, o eixo motor do seccionador sendo girado para o estado de ligação à terra, e o elemento selector sendo restabelecido na posição dois; a instalação da comutação é mudada do segundo estado operativo para o primeiro estado operativo em resultado de o elemento selector ter sido colocado na posição três, o eixo motor do seccionador sendo rodado para a posição de deslizamento, e o elemento selector sendo restabelecido na posição dois; a instalação de comutação é mudada do primeiro estado operativo para o terceiro estado operativo em resultado de o elemento selector ter sido colocado na posição um, o eixo sendo rodado para a posição ligado da pluralidade de elementos de comutação, e o elemento selector sendo restabelecido na posição dois; e a instalação de comutação é movida do terceiro estado operativo para o primeiro estado operativo por actuação do botão off/desligado. A definição de apenas quatro transacções entre os três estados operativos permite um funcionamento claro, fiável e seguro da instalação de comutação com o mecanismo de accionamento. Cada transição implica, no máximo, uma mudança no estado de qualquer um dos elementos de comutação ou dos seccionadores.

Numa forma de realização adicional da presente invenção, o mecanismo de accionamento pode, além disso, estar num estado de manutenção, em que o elemento selector está na primeira posição. 5

Por exemplo, é possível fechar o acesso à divisão na qual a instalação de comutação está localizada, ou parte dela, como por exemplo, o compartimento de conexão de cabo, na segunda ou na terceira posição do elemento selector. Tal faz aumentar a segurança da instalação de comutação, incluindo durante a manutenção. A presente invenção é seguidamente explicada com base num número de formas de realização representativas com referência ao desenho, em que:

As figuras la e lb mostram uma ilustração simplificada de um mecanismo de accionamento em vários estados operativos;

As figuras 2a-c mostram uma ilustração simplificada de um mecanismo de segurança;

As figuras 3a-d mostram uma ilustração simplificada de uma alternativa ao mecanismo de segurança representado nas figuras 2a-c;

As figuras 4a e 4b mostram respectivamente uma vista lateral e uma vista frontal do mecanismo de accionamento para os seccionadores de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

As figuras 5a e 5b mostram uma vista aumentada das secções Va e Vb das figuras 4a e 4b; A figura 6 mostra uma planta de um mecanismo de accionamento de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

As figuras 7a e 7b mostram, em duas partes, um fluxograma para a operação de uma instalação de comutação de acordo com a presente invenção. 6 A figura la mostra uma ilustração esquemática simplificada de uma forma de realização do mecanismo de accionamento 1. Na parte inferior do diagrama estão representados três elementos de comutação em forma de um interruptor de circuito em vazio 35 com os respectivos contactos fixos 21, 21', 21" e os contactos móveis 20, 20', 20", que são rodeados pelos respectivos tubos em vazio 19, 19' e 19". Os contactos móveis 20 estão fixamente ligados às respectivas barras isoladoras 18, 18', 18". As barras isoladoras 18 estão ligadas ao mecanismo de accionamento 1 via uma conexão 17, 17', 17", por exemplo, uma conexão de bloqueio. No estado mostrado na figura la, os interruptores de circuito em vazio 35 estão na posição aberta (OFF). O mecanismo de accionamento 1 compreende dispositivos de acumulação de energia em forma de uma mola de fecho 6 que, dum lado está fixada a um pivot 7 e, do outro lado, está fixada a um ponto de fixação localizado excentricamente 9 de um excêntrico 8 que é fixado de forma giratória a um ponto de rotação fixa 10. O excêntrico 8 pode ser conduzido mediante o eixo 31 e pode ser movido usando um motor ou manualmente. Na posição mostrada, a mola de fecho 6 está numa posição de descanso, na qual a mola de fecho 6 está minimamente esticada.

Em seu redor, o excêntrico 8 está provido de uma leva 11 que interage com um cilindro de leva 12. 0 cilindro de leva 12 está ligado aos primeiros dispositivos de transferência que compreendem uma terceira barra 2 que pode ser movida substancialmente numa primeira direcção, horizontal no desenho.

Isto é provocado pela terceira barra 2 ligada de forma giratória às suas extremidades 23, 23' a uma extremidade de uma primeira barra 3 e de uma segunda barra 3', respectivamente, sendo que a primeira barra 3 e a segunda barra 3' são do mesmo comprimento e nas suas outras extremidades são fixadas a um pivot 5 e 5', respectivamente. Os primeiros dispositivos de transferência 12, 2, 3, 3' podem mover-se numa direcção horizontal entre uma primeira posição (mostrada na figura la) e uma segunda posição 7 (mostrada na figura 1b), que são definidas por uma primeira paragem 24 e uma segunda paragem 25, respectivamente, os quais a conexão 23 entre a primeira barra 3 e uma terceira barra 2 batem. As paragens 24' e 25' deste tipo estão também presentes para a conexão 23' entre a segunda barra 3' e a terceira barra 2. 0 mecanismo de accionamento 1 também compreende um segundo dispositivo de transferência, que pode mover-se substancialmente numa segunda direcção, que no desenho é vertical. Os segundos dispositivos de transferência compreendem uma sexta barra 13, à qual está ligada uma ponte de comutação 14, como se fossem encaixadas, formando uma ligação que pode mover-se para cima e para baixo. A restrição no movimento é causada pelo facto de uma barra adicional 29 estar ligada de um lado à sexta barra 13 e do outro lado a um pivot fixo 30 sensivelmente à mesma altura. Além disso, na forma de realização mostrada, o movimento é limitado pelo facto de as duas barras de conexão 4, 4' estarem presentes, ligando rigidamente um ao outro o primeiro e o segundo dispositivos de transferência. Num lado, uma quarta barra 4 está ligada a uma extremidade da sexta barra 13, enquanto que no outro lado está ligada ao ponto de conexão 23 entre a primeira e a terceira barras 3 e 2, respectivamente. Num lado, uma quinta barra 4' está ligada à outra extremidade da sexta barra 13, e no outro lado está ligada ao ponto de conexão 23' entre a segunda e a terceira barras 3' e 2, respectivamente.

Na parte inferior, a ponte de comutação 14 está provida das respectivas molas de compressão de contacto pré-esforçado 15,15', 15" que interactuam com os respectivos blocos de martelo ou bigornas 16, 16', 16" que estão ligados às conexões de bloqueio 17,17', 17" para, em última instância, moverem os contactos móveis 20, 20', 20". Além disso, na forma de realização mostrada, o mecanismo de accionamento 1 compreende duas molas de compensação 28, 28', que são fixadas à ponte de comutação 14. A ponte de comutação 14 pode formar um módulo 8 integrado juntamente com a sexta barra 13, molas de compressão de contacto 15, 15', 15" e molas de compensação 28, 28'.

Além disso, uma mola de fecho 26 é fixada de forma giratória à terceira barra 2 e na posição mostrada na figura la engancha-se atrás de uma paragem 27 e impede que a terceira barra 2 se movimente para a direita. 0 desenho indica que a estrutura da instalação de comutação pode ser considerada modular: os elementos de comutação dos interruptores de circuito em vazio 35 são ligados mediante conexões de bloqueio 17 para a ponte de comutação integrada 36 (ponte 14, molas de compensação 28, 28', molas de compressão de contacto 15, 15', 15", blocos de martelo ou bigornas 16,16', 16"), que, por sua vez, estão ligados ao mecanismo de accionamento 37. Desta forma, é também fácil para este mecanismo de accionamento 37 ser alojado num compartimento condicionado, estanque ao meio ambiente, de modo que o mecanismo será menos susceptivel a falhas provocadas por influências ambientais, tais como a contaminação ou a corrosão. 0 funcionamento do mecanismo de accionamento 1 é descrito no texto que se segue. Como referido anteriormente, a figura la mostra a posição off/desligado, representando um primeiro estado estável do mecanismo de accionamento. A mola de fecho 6 está localizada no seu ponto morto inferior. A primeira fase de funcionamento é a fase de acumulação de energia, em que a mola de fecho 6 é tensionada através do eixo 31 na figura la sendo rodada 180°, de modo que a mola de fecho 6 se move para o seu ponto morto superior, em que é obtida a máxima acumulação de energia. Durante esta fase de acumulação de energia, o eixo 31 é conduzido manualmente ou mediante um motor, com o eixo 31 e o accionamento manual ou com motor acoplado somente na direcção de accionamento. Esta fase de acumulação de energia aplica-se durante a rotação do eixo 31 de, pelo menos, 180° e no máximo, por exemplo, 190°. Visto que a quantidade máxima de energia 9 acumulada nas molas de fecho diminui novamente após uma rotação de 180°, a rotação máxima na fase de acumulação de energia depende, entre outras coisas, do facto de a quantidade máxima de energia acumulada na mola de fecho 6 ter de estar disponível ou não. Além disso, a transição para a fase seguinte, é definida mais claramente se esta rotação máxima vai para além do ponto morto de 180°. A fase seguinte em operação é a fase de libertação de energia, em que a energia acumulada na mola de fecho 6 é libertada assim que a mola de fecho 6 vai para além do seu ponto morto superior, ou seja, pelo menos depois de 180° de rotação do eixo 31.

Durante esta fase de libertação de energia, o eixo 31 é conduzido pela energia que é libertada, e continua a girar juntamente com o excêntrico 8 a ele fixado e à carne 11. Em consideração da forma da carne 11 do excêntrico 8 e da posição da mola de fecho 26, a carne 11, antes de mais, empurra a mola de fecho 26 para fora da sua paragem 27, de forma que a terceira barra 2 pode deslocar-se livremente para a direita. A força da mola de fecho 6 que actua no excêntrico 8 e a forma da carne 11 depois empurra o cilindro de carne 12 para a direita, de modo que o conjunto que compreende o primeiro e o segundo dispositivos de transferência e barras de conexão 4, 4' é posto em movimento até que os primeiros dispositivos de transferência alcançam a segunda posição, que é definida pela posição de paragem 25 ou 25'. Obviamente, há também outras formas possíveis para efectuar o fecho e posterior abertura do movimento dos primeiros dispositivos de transferência. Durante o movimento para a segunda posição, os segundos dispositivos de transferência que compreendem a sexta barra 13 e a ponte de comutação 14 são movidos para baixo. O movimento no sentido descendente continua até que os contactos 20, 21 dos elementos de comutação nos tubos em vazio 19 são fechados. Depois, a sexta barra 13 move ligeiramente para baixo (aproximadamente 3 mm), resultando que os respectivos blocos de martelo ou bigornas 16 movem ligeiramente para cima e colocam as molas de compressão de 10 contacto 15 sob uma tensão ainda maior. Consequentemente, na segunda posição, uma pressão de contacto suficientemente grande é produzida entre os contactos 20, 21. Também, as molas de compensação 28, 28' são adicionalmente comprimidas pelo movimento descendente da sexta barra 13. A posição on/ligado do mecanismo de accionamento 1, agora alcançada, é mostrada na figura lb e, consequentemente, representa a segunda posição estável do mecanismo de accionamento. A selecção correcta das dimensões e posições dos diversos componentes torna possível assegurar que a primeira barra 3 e a parte vertical da ponte de comutação 14 (ou a segunda barra 3' e a parte vertical da ponte de comutação 14) formam um ângulo muito pequeno entre si. Isto torna possível, em particular na fase final do movimento da posição off/desligado para a posição on/ligado, para exercer uma elevada força descendente e para a fechar usando uma força muito reduzida, em termos relativos. 0 fecho nesta segunda posição estável do mecanismo de accionamento é conseguido impedindo o cilindro de carne 12 com a carne 11 de deslizar para trás, até à primeira posição, longe da paragem 25 ou 25'. A carne 11 é, por sua vez, bloqueada de forma tal que não pode girar mais devido a um mecanismo de segurança, por exemplo, como descrito de forma mais detalhada a seguir.

Como mostrado, a mola de fecho 6 está aproximadamente 15° antes do seu ponto morto inferior nesta posição de fecho. A força reduzida no fecho antes desta posição de ponto morto inferior e a maneira como o fecho é implementado torna possível usar a energia restante armazenada na mola de fecho 6 para mover o excêntrico e a carne 11 a ele ligado por baixo do cilindro de carne 12, eliminando desse modo a accâo de bloqueio. 11

Para passar o mecanismo de accionamento da posição on/ligado para a posição off/desligado, ou seja, da segunda posição estável para a primeira posição estável do mecanismo de accionamento é necessário, portanto, eliminar o bloqueio que impede a came 11 de rodar. A remoção do bloqueio permite ao excêntrico 8 de girar mais e ao came 11 de mover para a frente sob o cilindro de came 12, resultando, entre outras coisas, que a energia acumulada nas molas de compensação 28, 28', os segundos dispositivos de transferência mover-se-ão para cima e no processo forçam os primeiros dispositivos de transferência com o cilindro de came 12 a ele ligado a mover para a esquerda na direcção da paragem 24, 24'. Durante este movimento do mecanismo de accionamento, a energia nas três molas de compressão de contacto 15 é também libertada. No entanto, as barras de isolamento 18 só começam a mover-se se os blocos de martelo ou as bigornas 16 forem também transportadas consigo. Consequentemente, origina um movimento repentino síncrono de alta energia, tendo como resultado que os contactos 20, 21 são separados um do outro, mesmo que estejam agarrados um ao outro, por exemplo, por uma corrente de curto-circuito. O mecanismo de accionamento 1 continua a mover até atingir outra vez a primeira posição da terceira barra 2 (contra as paragens 24, 24'). Na última secção do movimento da terceira barra 2 para a esquerda, a mola de fecho 26 aferrolha-se novamente atrás da sua paragem 27, impedindo assim um movimento repetido desnecessário dos contactos dos interruptores de circuito em vazio 35 na direcção e distanciando-se um do outro (ressalto). Em resultado da força exercida pelas molas de compensação 28,28', o mecanismo de accionamento permanece nesta primeira posição estável. 12 0 eixo motor 31 roda durante os ciclos de movimento do mecanismo de accionamento, para fora da primeira posição estável via a segunda posição estável para a primeira posição estável, a 360°, o eixo motor 31, durante a fase de acumulação de energia, é conduzida através de pelo menos o primeiro 180° para fornecer energia para os dispositivos de acumulação de energia, depois do qual, esta energia, durante uma fase de libertação de energia cobrindo o posterior 165° e o final 15° respectivamente, é libertada para mover o mecanismo de accionamento, mediante o eixo motor 31, para a segunda ou primeira posição estável.

As figuras 2a-c mostram uma ilustração simplificada exemplificativa de um mecanismo de segurança para libertar o movimento do mecanismo de accionamento 1 para a posição off/desligado. A figura 2a mostra que um excêntrico adicional 51 é fixado ao mesmo eixo 31 do excêntrico 8 do mecanismo de accionamento 1. Na forma de realização mostrada, o excêntrico adicional está provido de uma lingueta de segurança 57 numa posição adequada na sua periferia. Obviamente, a lingueta de segurança pode formar uma parte integra do excêntrico adicional 51 ou, em alternativa, uma lingueta de segurança 57 pode também ser fixada directamente ao eixo 31. No estado mostrado na figura 2a, a lingueta de segurança 57 é impedida de rodar para a direita por um gancho 58 que faz parte de uma primeira alavanca 50. A primeira alavanca 50 roda sobre um primeiro pivot 52 e é puxada para baixo restaurando ou restabelecendo a mola 55, que num lado é fixada a um pivot 56 e no outro lado é fixada à primeira alavanca 50. Em alternativa, a mola restauradora 55 pode ser omitida, visto que a força de gravidade também levará a primeira alavanca 50 a deslizar para trás para a posição inicial. Uma segunda alavanca 54 roda sobre um segundo pivot 53 e suporta a primeira alavanca 50 no ponto 59. 13

Para fins de segurança, a segunda alavanca 54 é rodada para a direita, por exemplo, mediante um botão de arranque e um adequado sistema de alavancas. No processo, a primeira alavanca 50 é também transportada e rodada para a esquerda, tendo como resultado que o gancho 58 desliza para fora da lingueta de segurança 57 e o excêntrico 8 começa a girar para a direita (como resultado da força de tracçâo da mola de fecho 6, cf. figura la) no sentido da posição off/desligado (figura 2b) . Quando o botão de arranque é libertado, a primeira e a segunda alavancas 50, 54 voltam às suas posições originais (figura 2c).

As figuras 3a-d mostram desenhos simplificados de uma alternativa ao mecanismo de segurança com a possibilidade de funcionamento eléctrico. Em comparação com a forma de realização mostrada na figura 2, neste caso a segunda alavanca 54 e pivot associado 53 têm sido omitidas. Pelo contrário, os componentes com a mesma função nas figuras 3a-d são referidos pelos mesmos números de referência das figuras 2a-c. É evidente para uma pessoa competente na matéria que as duas formas de realização podem também ser combinadas, de modo que o funcionamento eléctrico e mecânico do mecanismo de segurança é possível.

Como mostrado na figura 3a, o mecanismo de segurança compreende um sistema de electroíman, com uma placa de retenção 60 que na

posição de descanso é atraída por uma culatra magnética 63. A acção de retenção da culatra magnética pode ser eliminada com uma bobina 62. Um eixo 64, que suporta contra a primeira alavanca 50, é fixada à placa de retenção 60. Como resultado de uma mola de segurança 61, localizada entre uma caixa que circunda a placa de retenção 60 e a culatra 63, e o eixo 64, há uma força que tenta empurrar a placa de retenção 60 e o eixo 64 para cima, que ocorre se uma corrente que elimina a acção de retenção é transmitida através da bobina 62 (figura 3b) . Como resultado, a primeira alavanca 50 é rodada para a esquerda e o gancho 58 liberta a lingueta de segurança 57. Um impulso de energia eléctrica de, por exemplo, 50 mJ é suficiente para 14 eliminar uma força de retenção que é três vezes superior à força normal da mola de segurança, com o resultado de que a primeira alavanca 50 girará. Obviamente, a acção do mecanismo de accionamento 1 (ver anteriormente) roda o excêntrico adicional 51 aproximadamente mais 15° (figura 3c) . Se o mecanismo de accionamento 1 é depois tensionado pelo eixo 31 que está a ser rodado mais para a direita, uma secção voltada para cima da primeira alavanca 50 será empurrada para baixo tendo em conta a forma do excêntrico adicional 51. Como resultado, a primeira alavanca 50 é rodada mais para a direita e o eixo 64 e a placa de retenção 60 são comprimidas para baixo até que a placa de retenção é outra vez suportada na posição pela culatra 63. A força de retenção do sistema de electroiman é, de preferência, suficientemente elevada para poder suportar movimentos de impacto considerável (por exemplo >2500 m/s2) na direcção mais desfavorável, evitando assim um efeito indesejável.

Numa forma de realização alternativa do mecanismo de fecho accionado electricamente mostrado nas figuras 3a-d, diferentemente do sistema magnético passivo com uma bobina, uma armadura, um iman permanente e uma placa de retenção, é usado um sistema magnético activo com uma bobina e uma armadura. Os movimentos requeridos são, neste caso, feitos mediante alimentação da bobina no momento certo para mover a primeira alavanca 51 fora da sua posição de descanso.

Em geral, uma instalação de comutação como descrita anteriormente compreende para cada fase um seccionador permitindo que as partes da instalação de comutação possam ser desligadas uma da outra e/ou ligada à terra. 0 mecanismo operativo 70 dos seccionadores 73 podem fazer parte ou ser integrados no mecanismo de accionamento 1 como descrito anteriormente. No entanto, o mecanismo operativo 70 pode também ser considerado como uma unidade independente autónoma. 15 A figura 4a mostra uma vista lateral esquemática de uma secção de uma instalação de comutação. A instalação de comutação compreende pelo menos um elemento de comutação, tais como um interruptor de circuito em vazio 35, um seccionador 73 ligado ao interruptor 35 de um lado, um contacto de carril 71 e um contacto à terra 72. 0 seccionador 73 pode ligar electricamente o contacto de movimento do interruptor de circuito em vazio 35 ao contacto de carril 71 (primeira posição), pode não fazer ligação(segunda posição) ou pode ligar ao contacto de terra 72 (terceira posição). Em instalações trifásicas, estes componentes estão presentes em triplicado para cada unidade funcional. Isto é mostrado na vista frontal esquemática apresentada na figura 4b. A barra de accionamento 18 do interruptor de circuito em vazio 35 é accionada pelo mecanismo de accionamento 1, no topo à esquerda na figura 4a. Numa forma de realização, o seccionador 73 é ligado electricamente ao contacto móvel do interruptor 35 mediante um contacto deslizante, de modo que o contacto móvel do interruptor pode mover-se sem que um lado do seccionador 73 esteja em movimento. No caso do interruptor de circuito em vazio 35, o seccionador 73 é fixado mediante um pivot 74, e a uma posição localizada mais em direcção da outra extremidade está ligada a uma barra de accionamento do seccionador isolador 76 via um pivot 75. Como resultado desta barra de accionamento de seccionador 76 sendo movido substancialmente na vertical, o seccionador 73 é movido entre o contacto de carril 71 e o contacto de terra 72 girando sobre o pivot 74. 0 seccionador 73 pode ser desenhado como uma qualquer forma de realização conhecida que se encontra em uso. É preferível que o seccionador seja feito de duas metades idênticas que funcionam de forma paralela uma em relação à outra e numa extremidade rodear o contacto deslizante e na outra extremidade rodear o contacto de carril ou o contacto de terra, com o pivot 74 incorporado com o contacto deslizante. Isto permite uma estrutura compacta, simples e económica. 16

Como mostrado na figura 4b, cada uma das barras de accionamento de seccionador 76 está ligada a uma barra de seccionadores 82 através de uma conexão giratória 86. A acção do mecanismo operativo 70 fica mais clara com referência à figura 5a, que mostra uma vista aumentada da secção Va na figura 4a. Um eixo motor de seccionador 77 é girado com o propósito de operar o seccionador 73. Uma articulação 78, que se estende perpendicularmente ao eixo do motor do seccionador 77, é fixada em ângulos rectos à extremidade do eixo motor do seccionador 77. Um eixo fixo 79, sobre o qual gira uma alavanca articulada 80, é fixado à outra extremidade da articulação 78. Ά alavanca articulada 80 pode mover-se num plano que é substancialmente perpendicular ao eixo motor do seccionador 77. A outra extremidade da alavanca articulada 80 é, por sua vez, fixada à barra de seccionadores 82 por meio de um eixo fixo 81. A barra de seccionadores 82 é desenhada, por exemplo, com a ajuda de dois pinos de guia, para executar um movimento substancialmente linear, por exemplo, na direcção vertical no desenho, e este movimento é transmitido às barras de accionamento de seccionador isoladoras 76.

Da mesma forma, a figura 5b mostra uma secção do mecanismo do seccionador, mostrando em maior detalhe a secção Vb da figura 4b. O eixo fixo 79 é constantemente puxado para a direita por uma mola tensora 84 (cf. também a figura 4b), resultando em duas posições de descanso. Quando o eixo motor do seccionador 77 é rodado para a esquerda, como representado no desenho, o eixo fixo adicional 81 (e, consequentemente, a barra de seccionadores 82) será, em última instância, colocado na sua posição mais baixa, com o eixo fixo 79 empurrado na direcção da paragem 83 pela mola tensora 84. Pode ser visto pela figura 4a que o seccionador está na posição de deslizamento. Se o eixo motor do seccionador 77 é rodado para a direita, a barra de seccionadores 82 será, em última instância, colocada na posição de topo, na qual o seccionador 73 é ligado ao contacto de terra 72 (posição 17 de ligação à terra)e na qual o eixo fixo 79 é, por sua vez, empurrado em direcção à paragem 83. Numa posição intermédia, a extremidade do seccionador 73 não está em contacto com o contacto de carril 71 ou com o contacto de terra 72 (posição de interrupção).

Tendo em conta o desenho com a alavanca articulada 80, é possível obter uma elevada força de compressão ou de tracção na extremidade do movimento com um impulso rotativo relativamente baixo do eixo motor do seccionador 77. Em resultado da paragem 83 estar localizada à direita da linha de conexão entre o eixo motor 77 e o eixo fixo adicional 81, é possível fechar o estado de posição de ligação à terra ou da posição de deslizamento. A figura 6 mostra uma planta do mecanismo de accionamento combinado de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Alguns componentes foram omitidos por questões de clareza. Um módulo frontal 95, que conecta o lado operativo da instalação de comutação ao mecanismo de accionamento 1, está situado no lado dianteiro da instalação de comutação (a parte inferior na figura 6) . O lado operativo compreende um botão off/desligado 91, que acciona o mecanismo de segurança 90 via um eixo de desconexão 96 para desligar os elementos de comutação da instalação de comutação. Além disso, o lado dianteiro compreende uma primeira abertura 92, em que uma chave pode ser ajustada com 0 propósito de por em funcionamento o mecanismo de accionamento 1 e o mecanismo de segurança/fecho 90 via o eixo 31. Há uma segunda abertura 93 para permitir que o mecanismo do seccionador 70 seja accionado usando uma chave mediante o eixo motor do seccionador 77.

Para proteger o mecanismo da contaminação e da corrosão, este pode ser alojado num compartimento acondicionado. O eixo 31 e o eixo motor do seccionador 77 são depois guiados mediante passagens herméticas 85 para este compartimento acondicionado, em que estão efectivamente localizados o accionamento de 18 seccionador 70 e o mecanismo de accionamento 1. Além disso, um selector 94, que abre a primeira abertura 92 numa primeira posição, fecha ambas as aberturas 92, 93 numa segunda posição e abre a segunda abertura 93 numa terceira posição, está localizada entre a primeira e a segundas aberturas 92, 93. A orientação dos diferentes componentes seleccionados e descritos com referência às figuras cria um mecanismo de accionamento com um desenho extremamente compacto embora suficientemente rápido e potente.

Como descrito anteriormente, o mecanismo de accionamento pode ser accionado manualmente. No entanto, é também possível utilizar accionadores adequados e/ou motores para operar o mecanismo de accionamento à distância, por meios eléctricos e, opcionalmente, de forma automática. O funcionamento da instalação de comutação, de acordo com a presente invenção, é agora explicado com referência ao fluxograma mostrado na figura 7a e 7b. No estado operativo da instalação de comutação há três estados estáveis, caracterizados por três características de instalação: - a instalação está desligada 101 (elementos de comutação 35 desligados; seccionador 76 em posição de deslizamento; selector 94 em segunda posição; - a instalação é libertada para funcionamento 102 (elementos de comutação 35 desligados; seccionador 76 em posição de ligação à terra; selector 94 em segunda posição; - a instalação está em funcionamento 103 (elementos de comutação 35 ligados; seccionador 76 em posição de deslizamento; selector 94 em segunda posição); 19

Do estado desligado 101 é possível passar para a posição ligado 103 (bloco de decisão 105) colocando o selector 94 na primeira posição e usando a chave para girar o eixo 31 para a direita, e depois dirigindo o selector 9 de novo para a segunda posição bloco 106).

Da posição ligado 103, só é possível passar à posição desligada 101 (bloco de decisão 109) pressionando o botão desligado 91 bloco 110) ou via a bobina de segurança.

Do estado desligado 101, é possível passar ao estado de livre para funcionamento 102 (bloco de decisão 107) colocando o selector 94 na terceira posição e usando a chave na abertura 93 para girar para a direita o eixo motor do seccionador 77, removendo a chave e voltando o selector 94 para a posição dois bloco 108).

Do estado livre para funcionamento 102, não é possível passar directamente para o estado ligado 103. É possível passar do estado livre para funcionamento 102 para o estado desligado 101 (bloco de decisão 111) colocando novamente o selector 94 na terceira posição (bloco 112), usando a chave na abertura 93 para girar para a esquerda o eixo motor de seccionador, removendo a chave e voltando ao selector 94 para a posição dois (bloco 113).

Obviamente, do estado livre para funcionamento 102 é possível passar para um dos quatro estados de manutenção (via bloco intermédio 115) , em que a manutenção pode ser realizada na instalação ou no cabo de fornecimento de energia que está ligado ao contacto fixo de um dos elementos de comutação. No estado de manutenção estável, o seccionador 73 é ligado à terra e o selector 94 é em posição um. Como o selector 94 é colocado na posição um, é libertado o acesso ao eixo operativo 31. 20

Isto, antes de mais, implica passar para o estado "cabo ligado à terra" 120, colocando o selector 94 na posição um, verificando se o cabo está sem voltagem, introduzindo a chave na primeira abertura 92 e usando-a para girar o eixo 31 para a direita (bloco 124). Como resultado, o interruptor de circuito 35 é fechado e o cabo é ligado à terra via o interruptor de circuito 35 e o seccionador 73. É depois possível seleccionar ter acesso ao compartimento de conexão do cabo (bloco de decisão 125). Isto é conseguido abrindo uma porta de acesso (bloco 126). É possível passar deste estado 121, por exemplo, para o estado 122 (bloco de decisão 127) no qual o cabo pode ser pressionado. Tal é efectuado removendo o tampão terminal do cabo, posicionando um instrumento de pressão e desligando o interruptor 35 usando o botão off/desligado 91 (bloco 128). Este estado 122 é novamente deixado (bloco de decisão 129), voltando ao estado anterior 121, em virtude de o interruptor 35 ser novamente ligado (usando a chave na primeira abertura 92 para girar o eixo 31 para a direita), removendo o instrumento de pressão e substituindo o tampão terminal (bloco 130). É depois possível voltar ao estado operativo "livre para funcionamento" ou "desligado" (bloco de decisão 127) fechando a porta (bloco 131), desligando o interruptor usando o botão off/desligado 91 bloco 132) . A instalação volta ao estado de livre para funcionamento (bloco de decisão 133) colocando o selector na posição dois (bloco 134 e bloco intermédio 116). É possível voltar ao estado "desligado" (via um bloco intermédio 117) colocando o selector na posição três e usando a chave na segunda abertura 93 para girar para a esquerda o eixo motor do seccionador 77, removendo a chave e colocando o selector na posição 2 (bloco 113 na figura 7a). 21 É também possível passar do estado de "cabo ligado à terra" 120 ao estado de "cabo ligado à terra e fechado" 123, por exemplo, se for necessário realizar trabalho no cabo noutra posição e se for efectivamente desejável que este cabo esteja ligado à terra. Por este fim, é possível haver um grampo de fecho de ligação à terra que pode ser puxado e fechado usando um cadeado ou algo de semelhante (bloco 135). Este estado 123 pode ser novamente deixado (bloco de decisão 136) removendo o cadeado e empurrando o grampo de fecho de ligação à terra de novo (bloco 137). É depois possível voltar ao estado de livre para funcionamento 102 ou ao estado desligado 101 desligando o interruptor 35 usando o botão off/desligado 91 (bloco 132).

Lisboa, 25 de Maio de 2007.

Pela Requerente O Agente Oficial

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Claims (2)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Um mecanismo de accionamento para operar uma pluralidade de elementos de comutação (35) que compreendem também um mecanismo operativo (70) para operar uma pluralidade de seccionadores (73) entre uma primeira posição, em que cada uma da pluralidade de seccionadores (73) forma uma ligação eléctrica entre um pólo de um elemento de comutação associado (35) e um contacto de carril associado (71) , e uma segunda posição, em que cada uma da pluralidade de seccionadores (73) não forma uma ligação eléctrica para o contacto de carril associado (71), em que o mecanismo operativo compreende um eixo motor de seccionador (77) que pode girar sobre o seu eixo e ser fixado a ele uma articulação perpendicular ao eixo (78), uma barra de seccionadores (82) que pode mover substancialmente numa direcção linear e está ligado, via respectivas barras de accionamento de seccionador (76), para cada pluralidade de seccionadores (73), de modo que é possível para o eixo motor do seccionador (77) girar entre uma posição de deslizamento, que corresponde a uma primeira posição, e uma posição de interrupção, que corresponde a uma segunda posição, caracterizado por à articulação perpendicular ao eixo (78), ser fixada de forma giratória uma alavanca articulada (80), que pode mover-se num plano perpendicular ao eixo motor do seccionador (77), cujo outro lado é ligado de forma giratória à barra de seccionadores (82) .
2. 2. O mecanismo de accionamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a pluralidade de seccionadores (73) poder ser movida para uma terceira posição, em que cada uma da pluralidade de seccionadores (73) forma uma conexão eléctrica entre o pólo do elemento de comutação (35) e um contacto à terra (72) e, além disso, o eixo motor de seccionador (77) pode ser girado para uma posição de ligação à terra que corresponde à terceira posição. 1 3. 0 mecanismo de accionamento de acordo com as reivindicações 1 ou 2, em que os seccionadores (73) são desenhados como duas metades idênticas que funcionam de forma paralela uma em relação à outra e no lado da ligação eléctrica aos pólos dos elementos de comutação são providas com contactos deslizantes nos quais os pivots (74) são integrados e sobre os quais giram os seccionadores (73) . 4. 0 mecanismo de accionamento de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por a ligação (79) entre a articulação perpendicular ao eixo (78) e a alavanca articulada (80) estar ligada a uma mola tensora (84) que puxa a ligação (79) até parar (83). 5. 0 mecanismo de accionamento de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por os seccionadores (73) se moverem num plano de movimento perpendicular à primeira direcção. 6. 0 mecanismo de accionamento de acordo com uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado por o mecanismo de accionamento também compreender um módulo frontal (95), com um botão de paragem (91) para operar o mecanismo de segurança, uma primeira abertura (92) para accionar o eixo (31), uma segunda abertura (93) para accionar o eixo motor do seccionador, e um elemento selector (94) com três posições, sendo este desenhado para abrir a primeira abertura (92) numa primeira posição, para bloquear a primeira e a segunda aberturas (92,93) numa segunda posição e para abrir a segunda abertura (93) numa terceira posição. 7. 0 mecanismo de accionamento de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o mecanismo de accionamento ser alojado num compartimento acondicionado. 2 8. 0 funcionamento de uma instalação de comutação que está equipado com o mecanismo de accíonamento de acordo com as reivindicações 2 e 6, no qual a instalação de comutação tem um primeiro estado operativo, no qual cada uma das pluralidades dos elementos de comutação (35) está desligada e cada uma das pluralidades de seccionadores (73) está na primeira posição, e um segundo estado operativo, em que cada uma das pluralidades dos elementos de comutação (35) está desligada e cada uma das pluralidades de seccionadores (73) está na terceira posição, e um terceiro estado operativo, em que cada uma das pluralidades de elementos de comutação (35) está ligada e cada uma das pluralidades de seccionadores (73) está na primeira posição, caracterizado por em cada um dos estados operativos o elemento selector (94) estar na posição dois, e por a instalação de comutação passar do primeiro estado operativo para o segundo estado operativo via elemento selector (94) colocado na posição três, sendo o eixo motor do seccionador (77) girado para o estado de ligação à terra, e o elemento selector (94) restabelecido na posição dois; a instalação de comutação é mudada do segundo estado operativo para o primeiro estado operativo em resultado de o elemento selector (94) ser colocado na posição três, o eixo motor do seccionador (77) ser girado para a posição de deslizamento, e por o elemento selector (94) ser restabelecido na posição dois; a instalação de comutação ser mudada do primeiro estado operativo para o terceiro estado operativo em virtude de o elemento selector (94) ser colocado na posição um, o eixo (31) ser girado para a posição ligado da pluralidade dos elementos de comutação (35), e o elemento selector (94) ser restabelecido na posição dois; e a instalação de comutação ser movida do terceiro estado operativo para o primeiro estado operativo por actuação do botão off/desligado (91). o 3 9. 0 funcionamento de uma instalação de comutação de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o mecanismo de accionamento poder ser também numa diversidade de estados de manutenção, em que o elemento selector (94) está na primeira posição. Lisboa, 25 de Maio de 2007. Pela Requerente 0 Agente Oficial

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