PT86508B

PT86508B - Disjuntor polifasico de auto-expansao equipado com uma camara de corte blindada por polo

Info

Publication number: PT86508B
Application number: PT86508A
Authority: PT
Inventors: Lucien Marsala; Joseph Marzocca; Gerard Perrissin; Jean-Paul Robert
Original assignee: Merlin Gerin
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1988-01-07
Publication date: 1993-09-30
Also published as: DK18988A; PT86508A; DE3879981D1; EP0277848A1; EP0277848B1; FR2609837B1; NO880220L; CN88100292A; NO172959C; ATE88036T1; YU6588A; JPS6448338A; CA1314579C; CN1014282B; DE3879981T2; DK18988D0; AU596773B2; NO880220D0; TR23154A; FR2609837A1

Description

MEMORIA DESCRITIVA

O invento diz respeito a um disjuntor polifásico de auto -expansão, com várias câmaras de corte dispostas paralelamente entre si numa célula de cuba estanque cheia com um gás de elevada rigidez dieléctrica, em particular hexafluoreto de enxofre, compreendendo a câmara de cada pólo:

um invólucro fechado no qual se dá uma subida da pressão do gás sob a acção do arco, dois contactos separáveis e alinhados que se estendem no sen tido do eixo longitudinal do invólucro, sendo pelo menos um dos ditos contactos oco para assegurar uma comunicação entre o invólucro de cada pólo e o volume de expansão da cuba.

Em geral, os invólucros dos pólos alojados na célula comum de um disjuntor trifásico são de material isolante ou não magnético. 0 arco eléctrico desenvolvido num dos pólos é subme tido à indução magnética gerada pelo(s) pólo(s) vizinho(s), o que origina uma força que tende a deslocar o arco. Este efeito parasita dos pólos adjacentes é tanto mais forte quanto mais próximos estiverem os pólos uns dos outros. Um grande afastamento entre os pólos permite diminuir notavelmente este efeito parasita, mas vai prejudicar □ atravancamento da célula.

A influência do campo magnético parasita causado pelos pólos vizinhos é particularmente nefasta no corte do arco de um disjuntor de auto-expansão. 0 deslocamento lateral do arco leva a uma descentragem das raízes do arco relativamente ao ej. xo longitudinal do invólucro. Uma tal descentragem afecta a saída do gás para o volume de expansão da célula e pode estorvar o processo de corte.

objectivo do invento é criar um disjuntor polifásico de auto-expansão que tenha uma célula com um atravancamento re duzido e apresente uma insensibilidade ao efeito de proximidade dos diversos pólos no interior da célula.

disjuntor de acordo com o invento caracteriza-se por o invólucro de cada câmara de corte ter uma parede metálica de

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-3blindagem destinada a opôr-se à influência dos campos magnéticos parasitas dos pólos adjacentes susceptíveis de provocar um deslocamento radial do arco segundo um sentido perpendicular ao eixo longitudinal, tendo a dita parede uma superfície lateral de revolução que assegura uma centragem do arco para favorecer o escoamento do gás para o volume de expansão da cuba através do contacto oco.

A blindagem é vantajosamente formada pela parede metálica de cada invólucro. A presença de uma tal blindagem entre pólos permite conservar o efeito de centragem do arco em cada câmara de corte, apesar de haver os campos magnéticos parasitas.

De acordo com um primeiro modo de concretização do inven to, a parede de blindagem é de material metálico bom condutor da electricidade, colocada para ser a origem de correntes indu, zidas pela acção das correntes que circulam nos pólos adjacentes , criando as ditas correntes induzidas um campo magnético de compensação que se opõe na zona do arco ao campo magnético parasita causado pela influência dos pólos vizinhos. A parede de blindagem pode ser à base de alumínio com pelo menos quatro milímetros de espessura. A baixa resis tividade eléctrica de tal material e a espessura suficientemente grande da parede > permitem obter uma grande circulação de correntes induzidas na

X, / parede de blindagem, de maneira a anular a indução parasita.

De acordo com um segundo modo de concretização do invento, a parede de blindagem é de material ferromagnético susceptí. vel de canalizar as linhas de forças dos campos magnéticos pe_r turbadores gerados pelos pólos vizinhos. A parede de blindagem tem pelo menos um entreferro destinado a aumentar a relutância, de maneira a evitar a saturação da parede pela acção do campo próprio e dos campos vizinhos.

efeito de auto-expansão do gás é vantajosamente comple. mentado por uma rotação do arco sob a acção de um campo magnético gerado por uma bobina ou um íman permanente alojado em ca da câmara de corte.

De acordo com um desenvolvimento do invento, a parede de

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-4blindagem de cada invólucro está ligado à terra de maneira a constituir um anel de resguardo para cada pólo no interior da cuba. Além da função de blindagem, o invólucro de cada câmara de corte evita qualquer inflamação ao longo da linha de fuga entre os bornes do pólo.

De acordo com outro desenvolvimento do invento, as extre midades opostas da parede de blindagem condutora são derivadas por um captador de medida da corrente nominal que circula no pólo, podendo o dito captador ser um transformador de corrente ou um relé de intensidade.

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As paredes de blindagem dos diversos pólos podem estar interligadas no interior da célula por ligaçães eléctricas.

Outras vantagens e caracterlsticas serão notadas na descrição que se segue de um modo de concretização do invento, d_a do a titulo de exemplo não limitativo e representado nos desenhos anexos, nos quais:

a figura 1 é uma vista em corte de um pólo de disjuntor tri fásico de auto-expansão e de arco rotativo de acordo com o invento;

a figura 2 mostra uma vista esquemática em corte transverç sal de uma parede de blindagem condutora de um pólo submeti_ < do à influência de um campo magnético perturbador de um pólo vizinho;

a figura 3 representa o alinhamento dos três pólos idênticos no interior de uma célula estanque do disjuntor, sendo a forma de cada câmara de corte diferente da da figura 1;

a figura 4 mostra uma vista esquemática de um pólo, com ligação à terra do invólucro de blindagem que faz de anel de resguardo;

a figura 5 representa uma vista esquemática de um pólo, associado a um captador de medida de corrente;

a figura 6 é uma variante de concretização da figura 5 para os três pólos de um disjuntor trifásico;

a figura 7 é uma vista em corte segundo a linha VII-VII da

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-5figura 8 de uma variante de concretização; e a figura 8 è uma vista em corte segundo a linha VIII—VIII da figura 7.

Nas figuras 1 a 3, um disjuntor trifásico de auto-expansão compõe-se de três pólos idênticos que se estendem alinhados numa cuba estanque cheia com um gás isolante electronegativo de elevada rigidez dieléctrica, em particular hexafluoreto de enxofre. 0 conjunto constitui uma célula de um posto eléctrico de média tensão e de isolamento gasoso integral, descrito pormenorizadamente na patente francesa n9. 2 507 835. A cuba metjá lica selada está ligada à terra, e o disjuntor 10 é comandado por um mecanismo de manobra (não representado) de três posições acoplado a uma manivela 20 de transmissão destinada a deslocar em translação os apetrechos móveis dos três pólos 12 a 16 entre uma primeira posição F descida de fecho, uma segunda posição 0 intermédia de abertura, e uma terceira posição T subida de ligação à terra. Os três pólos estão dispostos paralelamente uns atrás dos outros, de modo a formarem uma fila vertical no interior da cuba 18.

Cada pólo 12 a 16 tem uma câmara de corte 22 confinada por um invólucro 24 fechado onde se dá uma subida da pressão do gás sob a acção do arco. No interior do invólucro 24 estão dois contactos 26 , 28 separáveis e um íman permanente 30 de c_o locação em rotação do arco numa pista anelar constituída por um prolongamento radial do contacto fixo 26. 0 contacto móvel é accionado por deslize por uma escova 32 condutora ligada mecanicamente à manivela 20 por um balanceiro 34 isolante e electricamente por um condutor maleável 38 a uma travessa 37 com um borne de ligação 36. 0 contacto fixo 26 está ligado por um casquilho 40 de transmissão de corrente a um conjunto de barras 42 disposto no interior do invólucro 24 no fundo da cuba 18. Opostamente ao contacto móvel 28, a escova 32 condutora está equipada com uma pinça 44 de encaixe susceptível de actuar conjuntamente na terceira posição T com uma ponta 46 de ligação à terra fixada num isolador 47 na parte superior da cu ba 18.

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-6Vias de saída 48, 50 estão colocadas axialmente através dos contactos 26, 28, do íman 30 e da escova 32 para assegurar uma comunicação entre o invólucro 24 de cada pólo 12 a 16 e o volume de expansão da cuba 18.

invólucro fechado 24 de cada câmara de corte 22 tem uma parede 52 metálica de blindagem com uma superfície lateral de revolução unida a dois suportes isolantes 54, 56 opostos. A pja rede 52 metálica de blindagem é de material condutor com baixa resistividade eléctrica. A espessura da parede 52 é superior a quatro milímetros quando o material condutor é à base de alu^ mínio. 5e for de cobre, a espessura da parede 52 deve ser superior a um milímetro. Um campo magnético parasita Bp devido à influência da corrente i que percorre o pólo vizinho (fig. 3) provoca uma circulação de correntes de Foucault iF na parede 52 metálica de alumínio, de maneira a criar um campo magnético de compensação que se opõe na zona de arco ao campo magnético per turbador Bp. Daí resulta que as raízes do arco ficam perfeita mente centradas relativamente ao eixo longitudinal do invólucro 24. 0 arco é arrastado em rotação na pista de contacto fi xo 26 pela acção do campo magnético indutor do íman permanente 30. 0 efeito de centragem de arco produzido pela presença da parede 52 de blindagem favorece o escoamento do gás para o volume de expansão da cuba 18 através dos contactos 26, 28 ocos. Na fig. 1, a parede 52 apresenta uma superfície lateral esque_r da, em particular esférica ou elíptica, em redor da zona de ajr co, de maneira a contribuir para a centragem do arco por refl_e xão acústica e a criar um perfil de comportamento dieléctrico homogéneo. Na fig. 2, a superfície lateral da parede 52 é cilíndrica e os invólucros 24 dos três pólos estão interligados nas extremidades opostas por ligações eléctricas 60 que assegjj ram uma circulação das correntes de Foucault em aneis que contribuem para a redução das influências das induções parasitas.

De acordo com uma variante, a parede 52 de blindagem é feita de material ferromagnético, em particular aço, de maneira a canalizar as linhas de indução dos campos magnéticos perturbadores e a impedir qualquer deslocamento radial do arco ro tativo. As raízes deste último ficam no interior dos contactos

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-7ocos 26, 28 para favorecer a auto-expansão do gás.

Na figura 4, a parede 52 de blindagem de alumínio está integralmente ligada à terra para constituir um anel de resguardo de cada pólo no interior da cuba 18.

Na figura 5, a blindagem condutora do invólucro 24 pode ser utilizada para alimentar um captador 62 de medida da corrente nominal que circula nos condutores de fase. 0 captador 62 está ligado às extremidades opostas da parede de alumínio 52 por um circuito de derivação. 0 captador 62 pode ser constituído por um relé destinado a detectar uma ultrapassagem do patamar da corrente de um pólo, medindo a tensão entre as duas extremidades da parede 52. 0 captador 62 também pode ser forma do por um transformador de intensidade.

De acordo com a figura 6, as extremidades superiores das paredes 52 de blindagem dos três pólos justapostos estão ligadas entre si e encontram-se ao potencial da terra. Cada extre midade inferior da parede 52 está ligada à terra através de um captador de corrente.

E claro que o íman permanente 30 pode ser substituído por uma bobina electromagnética, e que os três pólos do disjujn tor trifásico se estendem no interior da cuba 18 segundo as arestas paralelas de um prisma recto.

Nas figuras 7 e 8, o invólucro cilíndrico 24 é feito de material plástico isolante, em particular policarbonato, tendo no interior perpendicularmente aos contactos uma parede 52 coaxial de blindagem ferromagnética, em particular de aço, equipada com dois entreferros 70, 72 diametralmente opostos. Os entreferros 70, 72 são feitos de material não magnético, tal como cobre, e estão dispostos perpendicularmente ao plano de alinhamento dos três pólos do disjuntor. A relutância magnéti. ca da parede 52 de blindagem de cada pólo é aumentada pela pre sença dos entreferros 70, 72 de maneira a evitar a saturação da parede 52 causada pela acção do campo próprio, por ex. B2, e dos campos vizinhos parasitas B3 e B1 canalizados pela parede 52. 0 campo próprio B2 do pólo intermédio é induzido pela

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-8corrente 12. □ campo vizinho Θ3 do pólo direito é induzido pe. la corrente 13. 0 campo vizinho Θ1 do pólo esquerdo é induzido pela corrente II.

Λ z <

X.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Disjuntar polifásico de auto-expansão, com várias c.â maras de corte (22) dispostas paralelamente lado a lado numa célula de cuba estanque (18) cheia com um gás de elevada rigidez dieléctrica, em particular compreendendo a câmara (22) de cada pólo:

um invólucro fechado (24) onde se dá uma subida da pressão do gás sob a acção do arco;

dois contactos (26, 28), separáveis e alinhados, que se estendem no sentido do eixo longitudinal do invólucro (24), sendo pelo menos um dos ditos contactos oco para assegurar a comunicação entre o invólucro (24) de cada pólo e o volume de expansão da cuba (18), caracterizado por o invólucro (24) de cada câmara de corte (22) ter uma parede de material bom condutor de electricidade (52) de blindagem destinada a contrariar a influência dos campos magnéticos parasitas dos pólos adjacentes susceptíveis de provocar um deslocamento radial do arco num sentido perpendicular ao eixo longitudinal, tendo a dita parede (52) uma superfície lateral de revolução que assegura uma centragem do arco para favorecer o escoamento do gás para o volume de expansão da cuba (18) através do contacto oco (26, 28).
2 - Disjuntor de acordo com a reivindicação 1, caracteri. zado por a parede de blindagem (52) ser de material bom condutor da electricidade e estar colocada para ser a origem de co_r rentes induzidas pela acção das correntes que circulam nos pólos adjacentes, criando as ditas correntes induzidas um campo magnético de compensação que se opõe na zona de arco ao campo magnético parasita causado pela influência dos pólos vizinhos.
3 - Disjuntor de acordo com a reivindicação 2, caracteri zado por a parede de blindagem (52) ser de material não ferromagnético e bom condutor com uma espessura superior a um milíme tro.

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4 - Disjuntor de acordo com a reivindicação 1, caractsri zado por a parede de blindagem (52) ser de material ferromagné tico susceptível de canalizar as linhas de forças dos campos magnéticos perturbadores gerados pelos pólos vizinhos.
5 - Disjuntor de acordo com a reivindicação 4, caracteri zado por a parede de blindagem (52) ter um par de entreferros (70, 72) diametralmente opostos relativamente ao plano de alinhamento dos pólos, e por a dita parede estar disposta no inte. rior do invólucro (24) de material isolante.
6 - Disjuntor de acordo com uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado por cada câmara de corte encerrar um dispositivo de sopragem magnética para pôr em rotação o arco num eléctrodo anelar rodeado coaxialmente pela dita parede de blindagem (52) do invólucro (24), e por o eléctrodo que consti. tui a pista de rotação do arco se encontrar em ligação el éc trj. ca com o contacto fixo (26), estendendo-se ao longo da face frontal anterior do dispositivo de sopragem magnética, disposto em frente do contacto móvel (28), sendo o dito dispositivo de sopragem magnética formado por uma bobina ou um íman permanente oco (30).
7 - Disjuntor de acordo com uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado por a parede de blindagem (52) de revolução do invólucro (24) de cada pólo (12 a 16) ter uma superfície la teral cilíndrica ou obliqua na vizinhança da zona de arco, e por no interior da cuba (18) o conjunto dos pólos (12 a 16) se estender ou em fila no alinhamento do plano que passa pelo eixo longitudinal dos invólucros (24), ou segundo as arestas paralelas de um prisma recto.
8 - Disjuntor de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, compreendendo cada pólo um par de bornes de ligação em união eléctrica com os contactos separáveis, caracterizado por a parede de blindagem (52) de cada invólucro (24) estar ligada à terra de maneira a constituir um anel de resguardo para cada pólo no interior da cuba (18).

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9 - Disjuntor polifásico de auto-expansão de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado por as extremidades opos. tas da parede de blindagem (52) condutora serem derivadas por um captador (62) de medida da corrente nominal que circula no pólo, podendo o dito captador ser um transformador de corrente ou um relê de intensidade.
10 - Disjuntor polifásico de auto-expansão de acordo com uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado por as paredes de blindagem (52) dos diferentes pólos (12 a 16) estarem inter. ligadas no interior da célula por ligações eléctricas (60).