PT2159813E - Uma unidade de baixa, média ou alta tensão - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "UMA UNIDADE DE BAIXA, MÉDIA OU ALTA TENSÃO" A invenção refere-se a uma unidade relativa à utilização de baixa tensão, média tensão ou alta tensão compreendendo, pelo menos, um dispositivo de colocação em curto-circuito no qual uma peça de contacto móvel pode ser fechada numa peça de contacto fixa.

Este tipo de unidades é utilizado como um sistema de protecção de arco conforme divulgado na EP 1535295 Bl. 0 documento deste estado da técnica também divulga um interruptor de arco colocado e a funcionar sob vácuo. A forma de realização especial deste estado da técnica é o facto de esta unidade fornecer um interruptor de arco de vácuo com uma unidade de câmara de vácuo e uma unidade de câmara de pressão adjacente. Um primeiro condutor encontra-se no interior de uma câmara de vácuo na unidade de câmara de vácuo e um segundo condutor, que faz parte da unidade de câmara de pressão, está situado no exterior da câmara de vácuo. Os dois condutores estão acoplados de forma eléctrica por uma unidade de bala. A unidade de bala inclui uma lança condutora. A unidade de bala está disposta de forma deslizante no interior de uma câmara de pressão na unidade de câmara de pressão. A lança tem uma parte interior em atmosfera de vácuo e uma parte exterior para obter ligação no interior da área de pressão. Quando a pressão na câmara de pressão é rapidamente aumentada por um dispositivo de geração de gás (por ex., microgerador de gás), a unidade de bala move-se para uma segunda posição onde a lança entra em contacto com o segundo condutor e se projecta para além da unidade de câmara de pressão para 2 entrar em contacto com o primeiro condutor. Para aceder ao primeiro condutor, a lança perfura um vedante incorporado na unidade de câmara de vácuo, neste caso a tampa do dispositivo de vácuo.

Por outras palavras, existe apenas uma câmara de vácuo e uma câmara de pressão. Na última, a geração de gás é efectuada por uma ignição de gás que move um pistão ou algo semelhante. Uma desvantagem desta construção é o facto de a câmara de alta pressão e a câmara de vácuo em proximidade directa estarem apenas separadas por uma membrana, pelo que, durante o movimento activo da peça de contacto amovivel, o vácuo será destruído ao longo do trajecto do movimento. Para obter um forte comportamento dieléctrico do dispositivo, a membrana permite um melhoramento da rigidez dieléctrica obtendo, pelo menos, duas zonas de vácuo separadas. Deste modo, é possível a existência de um sistema de duas lacunas (ou múltiplas lacunas) com o comportamento que é bem conhecido.

Como tal, o objectivo da invenção é evitar a geração da ocorrência muito rara de uma avaria que impeça as ignições de arco durante o funcionamento. 0 objectivo da invenção especificado é alcançado através das características da reivindicação 1.

Outras formas de realização da invenção são caracterizadas nas reivindicações dependentes. 0 objectivo especificado é igualmente alcançado para diversas utilizações de acordo com as reivindicações da patente 2 a 12. 3 A característica básica da invenção é que, ao longo do percurso de movimento da peça de contacto móvel, existem, pelo menos, duas zonas de vácuo separadas ou dois volumes de vácuo separados. De acordo com esta característica existem, pelo menos, duas zonas de vácuo ou dois volumes de vácuo ao longo do percurso de movimento, de modo a garantir que será evitada qualquer avaria durante a vida útil numa condição de tensão nominal. Através da disposição em série de, pelo menos, duas zonas de vácuo separadas, o vácuo continua a funcionar, mesmo no momento da ignição do gerador de gás.

Noutra forma de realização, as zonas de vácuo estão separadas por um elemento de separação físico através do qual a peça de contacto móvel será movida, durante o movimento de colocação em curto-circuito.

Além disso, é especificado que o elemento de separação físico é uma membrana que pode ser feita de metal, vidro, cerâmica ou plástico. Esta membrana está fisicamente fechada e não tem nenhuma abertura, à excepção de um ponto ou linha de ruptura fraca predeterminada, que faz parte de outra forma de realização. Fisicamente, a membrana separa verdadeiramente as zonas de vácuo umas das outras, de modo a existir um excesso de vácuo ao longo do percurso de movimento do contacto móvel. Desta forma, é tecnicamente seguro que, durante a vida útil do dispositivo, não irá ocorrer nenhuma avaria em condições de tensão nominal. por vezes, uma

Uma parte de outra forma de realização é o facto de as zonas de vácuo estarem dispostas em série ao longo do percurso de movimento, de modo a obter uma resistência de alta tensão. Uma alternativa ou, 4 característica adicional pode ser as zonas de vácuo estarem dispostas paralelamente ao longo do percurso de movimento, de modo a obter uma elevada capacidade de corrente. Esta característica pode ser obtida em outras duas alternativas. A primeira é dispor dois pares de contacto paralelos no interior de uma unidade de câmara de vácuo ou, como segunda alternativa, dispor duas unidades de câmara de vácuo paralelas numa construção desse tipo no interior de cada uma. Em ambos os casos, pode ser obtida uma elevada capacidade de corrente de toda a unidade para a utilização de corrente elevada.

Outra forma de realização é dividir toda a construção em três zonas dispostas em série. A primeira zona superior é uma espécie de pistão com uma haste, que simultaneamente efectua o movimento do contacto móvel. 0 pistão tem um vedante circundante de uma espécie de folha de metal em espiral que também efectua um contacto no meio da parte superior da parede da câmara metálica, que está ligada de forma eléctrica ao contacto externo. Deste modo, o pistão será movido pela geração de uma carga propulsora no lado do pistão, que gera uma alta pressão de gás para mover esta peça de contacto amovível. 0 lado superior do cilindro no qual a disposição peça de contacto-pistão é movida não se encontra sob pressão, uma vez que está selado com um vedante circundante do pistão, em oposição ao espaço superior do cilindro que se encontra sob pressão após a ignição do dispositivo propulsor de gás.

Por conseguinte, primeiro a haste move-se para baixo e passa pela linha de ruptura fraca predeterminada na primeira zona de vácuo e, em seguida, na segunda, que se 5 encontra finalmente muito próxima da parte oposta, ou seja, a peça de contacto não móvel.

Ao longo de cada posição do percurso de movimento, o vácuo será mantido na zona das peças de contacto móveis próximas. A utilização de uma unidade deste tipo é vantajosa na utilização do mecanismo de comutação. Outra utilização vantajosa é num sistema de interligação eléctrica, como um dispositivo de colocação em curto-circuito numa interligação ou numa interligação de cabos ou num sistema de interligação. A vantagem é fornecida pela construção compacta na qual esta invenção pode ser realizada.

Outra forma de realização é caracterizada por as partes de contacto (tomada e casquilho) se encontrarem em atmosfera de vácuo no interior do dispositivo.

Além disso, ao utilizar mais de duas membranas, o material de cada membrana pode ser diferente.

Outra forma de realização da invenção é caracterizada por uma ou mais zonas de vácuo poderem estar ligadas devido a terem um furo no interior da placa da membrana. 0 mesmo resultado é obtido se existir uma membrana de separação perfurada inserida.

Além disso, pode ser vantajoso dispor dois ou mais dispositivos paralelamente para satisfazer as necessidades de elevada corrente de curto-circuito.

Outra forma de realização é caracterizada por a unidade ter dois ou mais dispositivos completos que podem estar 6 dispostos em série para satisfazer as necessidades de alta tensão com o mesmo dispositivo.

No caso de existirem dois ou mais dispositivos completos dispostos em série, o primeiro dispositivo no potencial de terra será inflamado por um impulso de corrente e o dispositivo seguinte será inflamado ao longo do percurso de movimento pela ignição mecânica do segundo microgerador de gás .

Outra utilização vantajosa é fornecida nos transformadores como um dispositivo de colocação em curto-circuito.

Uma forma de realização da invenção é ilustrada na figura. A figura ilustra um corte longitudinal de uma câmara de vácuo numa forma de realização inventiva e construtiva. No interior de um cilindro metálico 40 existe um pistão 30 com uma folha metálica dobrada 20 que efectua um contacto eléctrico entre o pistão amovível 30 e o cilindro 40, bem como uma espécie de vedante entre o pistão e a parede interior do cilindro. A zona do cilindro 40 sobre o pistão será afectada pelo gerador de carga propulsora 10. A folha 20 terá uma dupla função. A primeira é selar a parte da câmara de pressão do cilindro 40 sobre o pistão 30 contra a primeira zona de vácuo 60 quando o pistão 30 for movido. O pistão está directamente ligado à peça de contacto amovível cónica 50. Se a carga propulsora for inflamada, o pistão mover-se-á passando por uma primeira tampa 40a, na qual é implementada uma primeira linha de ruptura fraca predeterminada. Ao longo do movimento posterior, a parte da peça de contacto cónica 50 irá passar pela membrana 70 na 7 qual é implementada outra área de ruptura fraca predeterminada que se encontra no centro da membrana 70.

Esta membrana 70 separa as duas zonas de vácuo 60 e 100 uma da outra, não tendo sido destruída até ao presente. Ao longo do movimento posterior, a peça de contacto cónica irá entrar numa abertura complementar de formato cónico existente na peça de contacto não móvel e alcançar o contacto de colocação em curto-circuito fechado. A peça de contacto não móvel está ligada externamente a uma ligação eléctrica. O contacto móvel 50 obtém a ligação eléctrica à parte oposta através da folha tipo vedante em espiral 20 no pistão metálico 30 e, através da mesma, ao cilindro metálico que está externamente ligado ao outro contacto eléctrico.

Por conseguinte, em cada posição ao longo do percurso de movimento da peça de contacto móvel é obtida uma separação entre a "câmara de pressão", na qual ocorrerá a ignição da carga de gás, e a primeira, e durante o movimento posterior igualmente a segunda (ou mais de duas), câmara de vácuo.

Definitivamente, esta é a diferença estrutural do estado da técnica.

Contudo, a diferença funcional resultante conduz às vantagens divulgadas.

Lisboa, 11 de Abril de 2011

Claims (17)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Uma unidade de baixa, média ou alta tensão compreendendo, pelo menos, um dispositivo de colocação em curto-circuito no qual uma peça de contacto móvel pode ser fechada numa peça de contacto fixa, caracterizada por no percurso de movimento da peça de contacto móvel (50) existirem, pelo menos, duas zonas de vácuo separadas ou dois volumes de vácuo separados (60, 100).

2. Unidade de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os volumes ou as zonas de vácuo (60, 100) estarem separados por um elemento de separação fisico (70) através do qual a peça de contacto móvel (50) será movida.

3. Unidade de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por o elemento de separação físico (70) ser uma membrana.

4. Unidade de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por a membrana (70) ser feita de metal, vidro, cerâmica ou plástico.

5. Unidade de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizada por a membrana (70), ou cada uma das membranas, estar munida de uma zona ou linha de ruptura fraca predeterminada (C).

6. Unidade de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por as zonas de vácuo estarem dispostas em série ao longo do percurso de movimento, de modo a obter uma resistência de alta tensão. 2

7. Unidade de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizada por 3 zonas estarem dispostas em série.

8. Unidade de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizada por o contacto móvel ser movido por meio de uma carga propulsora ou um gerador de gás.

9. Unidade de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizada por a unidade ser utilizada num mecanismo de comutação.

10. Unidade de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizada por a unidade ser utilizada num sistema de interligação eléctrica.

11. Unidade de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizada por a unidade ser utilizada num transformador como dispositivo de colocação em curto- circuito .

12. Unidade de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizada por as partes de contacto (tomada e casquilho) se encontrarem em atmosfera de vácuo no interior do dispositivo.

13. Unidade de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizada por, ao utilizar mais de duas membranas, o material de cada membrana poder ser diferente.

14. Unidade de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizada por uma ou mais zonas de 3 vácuo poderem estar ligadas devido a terem um furo no interior da placa da membrana.

15. Unidade de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizada por dois ou mais dispositivos poderem estar dispostos paralelamente para satisfazer as necessidades de elevada corrente de curto-circuito.

16. Unidade de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizada por dois ou mais dispositivos completos poderem estar dispostos em série para satisfazer as necessidades de alta tensão com o mesmo dispositivo.

17. Unidade de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizada por, no caso de existirem dois ou mais dispositivos completos dispostos em série, o primeiro dispositivo no potencial de terra ser inflamado por um impulso de corrente e o dispositivo seguinte ser inflamado ao longo do percurso de movimento pela ignição mecânica do segundo microgerador de gás. Lisboa, 11 de Abril de 2011 1/1