PT1913619E - Polo de comutador com armação de suporte com meios de bloqueio - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

"POLO DE COMUTADOR COM ARMAÇÃO DE SUPORTE COM MEIOS DE BLOQUEIO" A invenção refere-se a um polo de comutador para a interrupção de uma corrente elétrica alternada tendo uma armação de suporte, que é fabricada a partir de um material de isolamento, e um tubo de comutação, que se estende numa direção longitudinal no interior da armação de suporte entre uma ligação de entrada e uma ligação de saida e é concebido para interromper a corrente alternada entre a ligação de entrada e a ligação de saida, em que a ligação de entrada, a ligação de saida e o tubo de comutação são retidos pela armação de suporte, em que a armação de suporte possui meios de fixação para acomodar peças de isolamento adicionais, por meio das quais a capacidade de isolamento da armação de suporte é aumentada

Um tal polo de comutador é conhecido a partir do documento DE 80 28 7 97 UI. O polo de comutador ai descrito para interromper uma corrente elétrica alternada, com uma armação de suporte feita de um material isolante e com um tubo de comutação que se estende numa direção longitudinal no interior da armação de suporte entre uma ligação de entrada e uma ligação de saida, concebido para interromper a corrente alternada entre a ligação de entrada e a ligação de saida, em que a ligação de entrada, a ligação de saida e o tubo de comutação são retidos na armação de suporte, apresenta meios de fixação para a receção de peças de isolamento adicionais, através das quais a capacidade de isolamento da armação de suporte é aumentada. 2

Um outro polo de comutador é conhecido através do documento US 2001/0025829 AI. O polo de comutador aí divulgado tem uma armação de suporte, que é fabricada a partir de um material dielétrico e é concebida para conter um tubo de comutação a vácuo, que se estende na direção longitudinal entre uma ligação de entrada e uma ligação de saída. A armação de suporte é projetada para manter as referidas peças de ligação e o tubo de comutação a vácuo, que se encontra a um potencial de alta tensão durante o funcionamento, de forma isolada. O polo de comutador já conhecido está sujeito à desvantagem de que a armação de suporte tem apenas uma capacidade limitada de isolamento para os campos elétricos geralmente elevados durante o funcionamento, de modo que devem ser adotadas medidas adicionais complexas para os componentes aos quais é aplicada uma alta tensão. A invenção baseia-se no objetivo de proporcionar um polo de comutador do tipo mencionado inicialmente, o qual tem uma armação de suporte, cuja capacidade de isolamento pode ser combinada de uma maneira simples às respetivas exigências colocadas no polo de comutador. A invenção alcança este objeto na medida em que os meios de fixação são construídos como meios de bloqueio, as peças de isolamento adicionais apresentam pelo menos parcialmente na secção transversal um perfil em U, e as hastes livres do perfil em U, no estado montado, repousam do lado frontal em ombros de bloqueio concebidos como paredes laterais e são pressionadas com as suas partes exteriores contra as partes interiores das paredes laterais, de modo que uma prensa de encaixe das peças de isolamento adicionais é proporcionada na armação de suporte. 3

No âmbito da invenção, a armação de suporte tem meios de bloqueio. Os meios de bloqueio são utilizados para reter as peças de isolamento adicionais que, por exemplo, se estendem como paredes sobre a armação de suporte. As peças de isolamento adicionais são fabricadas a partir de um material isolante, por exemplo um plástico isolante, e levam a cabo funções de isolamento adicionais sobre a armação de suporte. Dentro do âmbito da invenção, é portanto possível aumentar a capacidade de isolamento de toda a armação de suporte de maneira simples e a baixo custo, simplesmente através da inserção das peças de isolamento adicionais nos meios de bloqueio da armação de suporte. 0 polo de comutador de acordo com a invenção pode, portanto, ser ajustado por medidas simples às respetivas exigências que se aplicam no local de instalação desejado. Por exemplo, é possível, dentro do âmbito da invenção aumentar os parâmetros de funcionamento, tais como a tensão de funcionamento, com o isolamento adicional que é necessário, neste caso, devido ao facto de os campos elétricos elevados que ocorrem serem fornecidos pelas peças de isolamento adicionais inseridas nos meios de bloqueio.

As peças de isolamento adicionais têm vantajosamente uma secção transversal com um perfil em U, pelo menos parcialmente. Um perfil em U demonstrou ser particularmente vantajoso para o bloqueio das peças de isolamento adicionais nos meios de bloqueio, uma vez que uma força de recuperação elástica é produzida pelas hastes livres do perfil em U ao serem dobradas na direção uma da outra, e isto pode ser usado para segurar os componentes de isolamento adicionais. Além disso, a face de extremidade 4 das hastes livres pode ser facilmente inserida nos meios de bloqueio.

Em contraste com isso, é possível, no âmbito da invenção que as hastes livres do perfil em U repousem no final, no estado montado, sobre ombros de bloqueio que são formados nas paredes laterais, em que as suas faces exteriores são pressionadas contra as faces interiores das paredes laterais, produzindo assim uma força de encaixe entre a parte de isolamento adicional e a armação de suporte. De acordo com este aperfeiçoamento da invenção, forças de restituição são exercidas quando as hastes livres do perfil em U são movidas na direção uma da outra para além da sua posição de equilíbrio e nesta posição repousam nas paredes interiores da armação de suporte. A força de restituição então produz uma força de encaixe, que é suficiente para reter os componentes de isolamento adicionais. Os ombros de bloqueio são utilizados apenas para um alinhamento preciso das peças de isolamento adicionais na armação de suporte. A armação de suporte é vantajosamente composta de um plástico mecanicamente dimensionalmente estável, e as peças adicionais são compostas de um plástico elasticamente deformável. Por exemplo, a armação de suporte é composta por um plástico termoendurecível, e as peças de isolamento adicionais são compostas por um material termoplástico. De acordo com este desenvolvimento vantajoso, somente a armação de suporte realiza a função de suporte mecânico para os componentes do tubo de comutação, que está montado naquela, enquanto que as peças isolantes adicionais têm somente um efeito de isolamento, por causa da sua elasticidade. Devido à elasticidade das peças de isolamento adicionais, elas podem ser inseridas de forma 5 particularmente simples nos meios de bloqueio da armação de suporte, em que a elasticidade permite a retenção adicional, por exemplo, criando uma força de ajuste.

As peças de isolamento adicionais, que são mantidas nos meios de bloqueio formam vantaj osamente uma estrutura em labirinto com os meios de bloqueio. A estrutura em labirinto aumenta a capacidade de resistência elétrica das zonas de ligação das articulações ligadas pela peça de isolamento e armação de suporte. Além disso, se a peça de isolamento adicional também for elástica, isso resulta num melhor contacto entre a peça de isolamento e a armação de suporte, de modo que a capacidade de resistência elétrica é também melhorada por esta característica. A estrutura em labirinto aumenta a distância a partir de uma corrente de fuga a partir de um componente, ao qual é aplicado um potencial de alta tensão numa superfície que está a um potencial terra.

Os meios de bloqueio estão vantajosamente na forma de ranhuras de bloqueio. Neste caso, as peças de isolamento adicionais têm uma espessura de parede que corresponde aproximadamente à distância interna entre as ranhuras de bloqueio, permitindo assim que as peças de isolamento adicionais sejam inseridas nas ranhuras de bloqueio, ao mesmo tempo proporcionando a retenção das peças de isolamento adicionais nas ranhuras de bloqueio. Em contraste com isso, também é possível, no âmbito da invenção que as peças de isolamento adicionais sejam dobradas elasticamente para dentro das ranhuras de bloqueio, durante a inserção, e proporcionar a retenção das peças de isolamento adicionais, apenas por este motivo. As ranhuras de bloqueio são, por exemplo, formadas em pontos 6 convenientes sobre a armação de suporte. Em contraste com isso, as ranhuras de bloqueio em componentes da armação de suporte individuais decorrem uma distância maior. A armação tem, vantajosamente, duas paredes laterais, em que os meios de bloqueio se estendem na direção longitudinal das paredes laterais. A titulo de exemplo, as paredes laterais são formadas paralelamente uma à outra, com tramas laterais ou tramas de fixação que se estendem na direção lateral entre as paredes laterais, proporcionando a retenção mecânica necessária para o polo de comutador. A configuração tipo parede da armação de suporte tem a vantagem de a armação de suporte proporcionar um efeito de blindagem tipo estrutura de acondicionamento em dois lados mutuamente opostos, em que dois lados da armação de suporte, que são da mesma forma mutuamente opostos, são abertos e não cobertos. Dentro do âmbito da invenção, é possível, com a ajuda dos meios de bloqueio, fornecer os lados da armação de suporte, que não são blindados ou cobertos, com peças de isolamento adicionais, que têm igualmente a forma de paredes, resultando assim em geral numa estrutura de acondicionamento fechada em torno dos componentes aos quais o potencial de alta tensão é aplicado.

Para além disso, numa forma de realização exemplificativa preferida, as hastes livres do perfil em U são portanto inseridas, no estado instalado, na extremidade no interior das ranhuras de bloqueio na armação de suporte. A espessura de parede das hastes corresponde adequadamente e aproximadamente ao diâmetro interior das ranhuras de bloqueio, tal como já foi referido. A espessura da parede terminal das hastes livres do perfil em U é, 7 vantajosamente, apenas ligeiramente maior do que o diâmetro das ranhuras de bloqueio, de modo que as hastes livres são ligeiramente deformadas elasticamente durante a inserção, produzindo assim uma força de retenção.

As peças de isolamento adicionais têm, vantajosamente, pontas de ligação tubular, pelo menos, em locais que, no estado instalado, se estendem a partir da ligação de entrada e/ou da ligação de saida. As pontas de ligação tubulares tornam possivel passar as ligações condutoras para a ligação de entrada ou para a ligação de saida, em que as pontas de ligação tubulares produzem um isolamento adicional na área de ligação entre os condutores ligados a elas e as peças de ligação, sem ter de tocar no condutor elétrico no processo. Dessa forma, é adicionalmente aumentada a capacidade de isolamento do polo de comutador e da armação de suporte.

Além disso, refinamentos mais expeditos e vantagens da invenção constituem o objeto da descrição seguinte de formas de realização exemplificativas da invenção, com referência aos desenhos, em que os componentes que têm o mesmo efeito são fornecidos com os mesmos símbolos de referência, e nos quais A Figura 1 mostra uma ilustração em perspetiva de uma forma de realização exemplificativa do polo de comutador de acordo com a invenção com uma armação de suporte sem peças de isolamento adicionais, A Figura 2 mostra o polo de comutador da Figura 1, com peças de isolamento adicionais inseridas, A Figura 3 mostra uma vista em corte transversal do polo de comutador mostrado na Figura 1, A Figura 4 mostra uma vista de frente do polo de comutação mostrado na Figura 2, e A Figura 5 mostra uma vista em corte ao longo da linha V-V do polo de comutador mostrado na Figura 4. A Figura 1 mostra uma ilustração em perspetiva de uma primeira forma de realização exemplificativa de um polo de comutador 1 de acordo com a invenção. 0 polo de comutador 1 tem uma armação de suporte mecanicamente firme 2 à qual uma secção de cabeça do polo 3b de uma ligação de entrada 3 está ligada. Uma trama de fixação 4, que se estende na direção lateral e tem orifícios de fixação aos quais a secção de cabeça do polo 3b é aparafusada, é utilizada para esta finalidade. A trama de fixação 4 também tem uma abertura 5, através da qual um tubo de comutador a vácuo 6 pode ser aparafusado firmemente, como o tubo de comutação para a secção da cabeça do polo 3b da ligação da entrada 3. 0 tubo de comutador a vácuo 6 compreende uma estrutura de acondicionamento cilíndrica oca de cerâmica 7, que é composta por duas partes que estão ligadas uma à outra no centro, com a interposição de um flange intermédio. Nas faces de extremidade, a estrutura de acondicionamento de cerâmica 7 é fechada por tampas metálicas, que não podem ser vistas na Figura 1, formando assim uma estrutura de acondicionamento estanque por vácuo. Na face superior do tubo de comutação a vácuo 6, na Figura 1, um perno de contacto fixo projeta-se através da tampa metálica superior, em que uma peça de contacto fixa é mantida fixa em posição sobre o lado livre do perno de contacto fixo, que está disposto na estrutura de acondicionamento de vácuo. Uma peça de contacto móvel, que é guiada de tal modo 9

que pode deslocar-se longitudinalmente, está prevista no lado oposto da peça de contacto fixa e é mantida por meio de uma barra de comutação de tal modo que pode deslocar-se. A barra de comutação passa por uma tampa metálica que está virada para uma ligação de saida 8, com um fole metálico que garante a liberdade de movimento axial para a barra de comutação. Um aparelho de retenção 9 é fornecido em cada caso, a fim de manter o tubo de comutação a vácuo 6 tanto no seu lado virado para a trama de fixação 4, como sobre o seu lado virado para fora da trama de fixação 4. Neste caso, cada um dos aparelhos de retenção 9 tem uma fixação de armação de suporte 10, por meio da qual o respetivo aparelho de retenção 9 está firmemente ancorado na armação de suporte 2. 0 aparelho de retenção 9 está também equipado com elementos de controlo de campo, permitindo assim que o campo elétrico seja encerrado. Cada aparelho de retenção 9 tem vantajosamente uma secção de retenção metálica plana, em que a respetiva face da extremidade do tubo de comutação a vácuo 6 repousa. Neste caso, o tubo de comutação a vácuo 6 está ligado de forma condutora à secção de retenção. A secção de retenção é cercada por uma secção de flange que se estende, pelo menos parcialmente, em ângulos retos em relação à secção de retenção na direção do tubo de comutação a vácuo 6. Neste caso, o diâmetro interno da secção de flange é um pouco maior do que o diâmetro externo da área de extremidade do tubo de comutação a vácuo 6, o qual assenta na secção de retenção. A secção de flange, por conseguinte, envolve pelo menos parcialmente a face de extremidade do tubo de comutação a vácuo 6, evitando assim que o tubo de comutação a vácuo 6 deslize para fora do aparelho de retenção 9. A secção de flange está ligada de forma condutora à secção de retenção e tem uma forma arredondada, permitindo assim a terminação de campo. A 10 secção de flange é vantajosamente rodeada por isolamento plástico não condutor de paredes finas. A fim de conduzir a peça de contacto móvel, a barra de comutação pode ser ligada através de um mecanismo de alavanca vantajoso 11 a uma unidade, que produz a energia cinética necessária para comutação. A armação de suporte 2, que é formada integralmente na forma de realização exemplificativa ilustrada, portanto, tem duas paredes laterais 12, 13 que correm essencialmente paralelas uma à outra. As paredes laterais 12, 13 são ligadas uma à outra através da trama de fixação 4 e, na zona inferior, pela trama inferior 14. Uma trama lateral 15 está prevista para a fixação da ligação de sarda 8, e a sua face plana está alinhada no sentido da face dianteira do polo de comutador 1, a partir do qual está acessível a partir da ligação de saida 8. Nervuras exteriores 16 encontram-se dispostas entre a trama lateral 15 e a trama inferior 14, aumentando a distância de dispersão para uma corrente no seu caminho a partir da peça de ligação de saida 8 para um ponto que está ao potencial da terra.

Para a fixação de peças de isolamento adicionais, que não são mostradas na Figura 1, cada uma das paredes laterais 12 e 13 tem ranhuras de bloqueio 17, que se estendem sobre a face de extremidade de cada parede lateral 13 e 12 da armação de suporte 2 na sua direção longitudinal, isto é, para cima. Além disso, ombros de bloqueio são fornecidos, os quais não podem ser vistos na Figura 1, mas que serão descritos em mais pormenor no texto que se segue. 11 A Figura 2 mostra a forma de realização exemplificativa da Figura 1 com as peças de isolamento adicionais 18 e 19 empurradas para dentro das ranhuras de bloqueio 17 e sobre os ombros de bloqueio. A peça de isolamento adicional 19 destina-se à blindagem da área traseira do polo de comutador 1, em que a parte de isolamento adicional 18 é inserida nas ranhuras de bloqueio 17 na região frontal. As peças de isolamento adicionais 18 e 19 têm uma secção transversal com um perfil em U, em que, tal como pode ser visto, as hastes livres do perfil em U estendem-se bem para dentro das ranhuras de encaixe 17, formando assim uma estrutura em labirinto que aumenta consideravelmente a distância de fuga. Além disso, a peça de isolamento adicional frontal 18 tem uma ponta de ligação tubular 20, a qual se abre imediatamente em frente da ligação de entrada para a área da parede de blindagem da peça de isolamento adicional 18, de modo que a área de ligação entre a ligação de entrada e um condutor inserido na ponta de ligação tubular 20 esteja isolada eletricamente. Uma situação correspondente aplica-se à ponta de ligação tubular 21, que se abre à mesma altura que a ligação de saída na secção de parede de blindagem da peça de isolamento adicional 18. A Figura 3 mostra uma vista em corte transversal do polo de comutador da Figura 2. Isto mostra de forma particularmente clara, que a ligação de entrada 3 e a ligação de saída 8 estão dispostas à mesma altura que a ponta de ligação respetiva 20 ou 21. Pode observar-se também que uma barra de comutação 22, que é guiada de tal modo que pode deslocar-se na direção longitudinal, passa através da face de extremidade inferior do tubo de comutação a vácuo 6, em que a barra de comutação 22 está ligada à ligação de saída 8, através de uma faixa de ligação flexível 23. Um isolador 12 tipo pote 24 é fornecido a fim de isolar o mecanismo de alavanca 11, que está a um potencial terra, a partir da barra de comutação 22, a qual está a um potencial de alta tensão, em que o isolador tipo pote é muito bem conhecido em si mesmo pelos peritos na arte, de modo que a sua configuração e modo de funcionamento não necessitam de ser descritos em pormenor neste ponto. Como também pode ser visto, o tubo de comutação a vácuo 6 está ligado diretamente à ligação de entrada 3, através da abertura 5 na trama de fixação 4. Como também pode ser visto na vista em corte transversal ilustrada, a ligação da entrada 3 tem uma secção longitudinal 3a para além da secção de cabeça de polo 3b, em que a secção de cabeça de polo 3b está enroscada à trama de fixação 4. A distância entre a área de ligação da ligação da entrada 3 e a área de ligação da ligação de saida 8, por outras palavras, a largura da abertura do polo de comutador, pode ser determinada através do comprimento da secção longitudinal 3a. A face de extremidade do tubo de comutação a vácuo 6 voltada para a secção de cabeça de polo 3b está mais uma vez rodeada pela secção de flange de um aparelho de retenção 9, o qual foi concebido para centrar o tubo de comutação a vácuo 6, e para a terminação de campo. A Figura 4 mostra uma vista de frente do polo de comutador da Figura 3, em que a ligação de entrada 3 e a ligação de saida 8 podem ser vistas através das pontas de ligação tubulares 20 ou 21, respetivamente. A Figura 5 mostra o polo de comutador 1 de acordo com a Figura 4 numa vista em corte ao longo da linha V, mostrando a posição da estrutura de acondicionamento de cerâmica 7 do tubo de comutação a vácuo 6. É ainda visivel como as hastes 13 livres 25 da peça de isolamento 18, que tem um perfil em U na secção transversal, se projetam nas ranhuras de bloqueio 17 da armação de suporte 2. Neste caso, as hastes livres 25 estão projetadas para o exterior, de modo que uma força de restabelecimento das hastes livres 25 produz uma força de encaixe para a peça de isolamento 18, na armação de suporte 2. Além disso, ombros de bloqueio 26 podem ser vistos na respetiva parede lateral 12 e 13 da armação de suporte 2, nas extremidades dos quais repousam as hastes livres 25 da peça de isolamento 19, em que as hastes livres 25 da peça de isolamento adicional 19, que tem uma secção transversal em U perfilado, são pressionadas em conjunto para além da sua posição de equilíbrio, de modo que a peça de isolamento 19 é também retida na armação de suporte 2, pela força de recuperação das hastes livres 25.

Lisboa, 25 de Outubro de 2013

Claims (7)

1 REIVINDICAÇÕES Polo de comutador (1) para a interrupção de uma corrente elétrica alternada tendo uma armação de suporte (2), que é fabricada a partir de um material dielétrico, e tendo um tubo de comutação (6) , que se estende numa direção longitudinal no interior da armação de suporte (2) entre uma ligação de entrada (3) e uma ligação de sarda (8) e é concebido para interromper a corrente alternada entre a ligação de entrada (3) e a ligação de sarda (8) , em que a ligação de entrada (3) , a ligação de sarda (8) e o tubo de comutação (6) são retidos pela armação de suporte (2), em que a armação de suporte (2) possui meios de fixação para prender as peças de isolamento adicionais (18, 19), por meio das quais a capacidade de isolamento da armação de suporte (2) é aumentada, caracterizado por os meios de fixação serem formados como meios de bloqueio (17, 25), as peças de isolamento adicionais (18, 19) terem uma secção transversal com um perfil em U, pelo menos, parcialmente; e as hastes livres (25) do perfil em U repousarem na extremidade, no estado montado, sobre ombros de bloqueio (26), que são formados nas paredes laterais (12, 13), e as suas faces exteriores serem pressionadas contra as faces interiores das paredes laterais (12, 13), de modo a produzir uma força de encaixe entre a parte de isolamento adicional (19) e a armação de suporte (2).

2. Polo de comutador (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por 2 a armação de suporte (2) ser composta por um plástico dimensionalmente mecanicamente estável, e as peças de isolamento adicionais (18, 19) serem compostas por um plástico elasticamente deformável.

3. Polo de comutador (1) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as peças de isolamento adicionais (18, 19), que são retidas nos meios de bloqueio (17, 26) formarem uma estrutura em labirinto com os meios de bloqueio (17, 26) .

4. Polo de comutador (1) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os meios de bloqueio estarem na forma de ranhuras de bloqueio (17).

5. Polo de comutador (1) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a armação de suporte (2) ter paredes laterais (12, 13), e por os meios de bloqueio (17, 26) se estenderem na direção longitudinal das paredes laterais (12, 13).

6. Polo de comutador (1) de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por as hastes livres (25) do perfil em U estarem inseridas, no estado instalado, na extremidade nas ranhuras de bloqueio (17) na armação de suporte (2). 3

7. Polo de comutador (1) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as peças de isolamento adicionais (12, 13) terem pontas de ligação tubulares (20, 21), pelo menos nos locais que, no estado instalado, se estendem à frente da ligação de entrada (3) e/ou da ligação de saída (8). Lisboa, 25 de Outubro de 2013