WO2019244034A1 - Dispositivo para la interrupción y reconexión automática de circuitos de media tensión instalable en bases intercambiables - Google Patents

Dispositivo para la interrupción y reconexión automática de circuitos de media tensión instalable en bases intercambiables Download PDF

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WO2019244034A1
WO2019244034A1 PCT/IB2019/055104 IB2019055104W WO2019244034A1 WO 2019244034 A1 WO2019244034 A1 WO 2019244034A1 IB 2019055104 W IB2019055104 W IB 2019055104W WO 2019244034 A1 WO2019244034 A1 WO 2019244034A1
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vacuum switch
current
electromagnetic actuator
sheet
contacts
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PCT/IB2019/055104
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Juan José CÁRDENAS BOTERO
Sergio Fernando Domínguez Jaramillo
Divier Adolfo Echeverri Escobar
Luz Adriana González Elorza
Daniel Lopez Gonzalez
Kevin Andres Pachon Niño
Carlos Alberto Zapata Acosta
Cindy Mishell Osorio Rodriguez
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Celsa S.A.S.
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
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    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H—ELECTRICITY
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H3/02—Details
    • H02H3/06—Details with automatic reconnection

Definitions

  • the present invention relates to electromechanical protection and maneuvering devices in medium voltage circuits, particularly with switches and reclosers that can be installed on interchangeable bases.
  • the protection devices for medium voltage circuits provide electrical isolation when a fault is detected in the distribution lines in order to prevent the propagation of the fault.
  • these devices can be switches, sectionalizers, fuses and reconnectors, the latter being too large and heavy to be stable on interchangeable bases.
  • fuses disconnect the circuit in the presence of a fault.
  • This disconnection consists of a visible opening that is effected by the fall of one of the ends of the fuse holder, which is separated from the distribution line, while the other end is balanced and tilted on a pivot of the exchangeable base.
  • the fuse After clearing the fault, the fuse must be replaced and the fuse holder manually reconnected by an operator using a pole or other suitable element.
  • This manual reconnection requires the mobilization of a crew that usually must travel several kilometers until the fallen fuse holder is identified, which results in high costs and long reconnection times.
  • reclosers are devices capable of reestablishing the connection of the medium voltage line automatically once the fault has been cleared. However, these devices are usually large, heavy, expensive and require their own power supply.
  • automatic interrupting and reconnecting devices stable on interchangeable bases usually incorporate an electromagnetic actuator that is directly actuated with the fault current.
  • the medium voltage line is diverted to the electromagnetic actuator and, when the current reaches a preset limit, indicating a fault, the actuator changes its state.
  • a controller determines the time after which reconnection takes place.
  • the present invention relates to protection and maneuvering devices in medium voltage circuits, particularly with fuses, sectionalizers and automatic reclosers that can be installed on interchangeable bases.
  • the device (100) detects if there is a fault in the medium voltage line and opens a vacuum switch (210). After a while that depends on the characteristics of the failure and configuration of the device, the device (100) performs automatic reclosing of the vacuum switch (210).
  • the device (100) disclosed here is characterized in that it avoids the need for an operator or a crew to mobilize to reconnect since disconnections are not made by means of the fall and balancing of the device (100) on the pivot of the exchangeable base (150).
  • the connection with the exchangeable base (150) allows an operator to manually disconnect the device (100), causing the fall and consequent balancing, in order to make a visible disconnection.
  • Fault detection is performed by constant measurement of line current using current sensors (320) arranged around it.
  • the device (100) also comprises current transformers (330) in which a current is used that is used to power the device (100) and which is directed to super-capacitors (340) that store electrical energy.
  • This arrangement of the current transformers (330) makes the device (100) disclosed here self-powered, and energy storage in the super capacitors (340) gives it autonomy because it allows it to operate even when there is no line current.
  • the device (100) may include voltage sensors and / or electric field (321a, 321b) with which additional information is obtained from the line such as its frequency, impedance, power factor, direction current flow, etc.
  • the device (100) according to the present invention is characterized in that the mobile components are aligned on a single axis, avoiding tangential or radial shocks between the contacts of the vacuum switch (210). Additionally, the device (100) disclosed herein includes active control of speed of the mobile contact (211) of the vacuum switch (210), thereby attenuating the force of the shocks between the contacts (211, 212) while ensuring that the opening and reclosing speed is high enough to prevent generation of electric arcs. The combination of these two characteristics (axial alignment and speed control) allows the device (100) to have a longer service life than other similar devices, since the mechanical wear of the contacts (211, 212) of the power switch is reduced empty (210).
  • the present invention also discloses a device (100) that includes a wireless communications module (720) that allows an operator, via a wireless control panel (900), to monitor and control the status of the device (100) remotely
  • the communications module (720) allows communication between different devices to perform interruptions and reconnections synchronized on polyphase lines.
  • Figure 1 shows an overview of the device (100) according to the present invention.
  • Figure 2a shows a cross-section of the device (100) when the vacuum switch (210) is closed.
  • Figure 2b shows a cross-section of the device (100) when the vacuum switch (210) is open.
  • Figure 3 shows the current sensors (320) and the current transformers (330) surrounding the flexible conductor (310) which is in series with the medium voltage line.
  • Figure 4 shows a non-limiting embodiment of the control panel (900).
  • Figure 5a shows the magnetic coupling mechanism (530) attached to the mechanical indicator (520) when the vacuum switch (210) is closed.
  • Figure 5b shows the magnetic coupling mechanism (530) attached to the mechanical indicator (520) when the vacuum switch (210) is open.
  • FIG. 6 shows a non-limiting embodiment of the housing (810) that includes the pressure relief valve (811).
  • Figure 7 shows a non-limiting embodiment of the external charger (611) and its connection (610) to the device (100).
  • Figure 8 shows a non-limiting embodiment of the electrical connection points (830) between the device (100) and the exchangeable base (150).
  • the present invention relates to protection and maneuvering devices in medium voltage circuits, particularly fuses, sectionalizers and automatic reclosers that can be installed on interchangeable bases.
  • a device (100) is revealed that measures the current of a medium voltage line and determines if an electrical fault occurs. In case of detecting failure, the device (100) carries out the disconnection of the line and, based on the characteristics of the detected fault and its configuration, determines the time after which the automatic reconnection is performed.
  • the present invention avoids the need for an operator to manually reconnect after the fault has been cleared, reducing the costs associated with the mobilization of the crew and shortening the reconnection times. In case a permanent fault is detected, the device (100) will maintain the interruption of the line until you receive the opposite order. Additionally, the device (100) described allows two-phase and / or three-phase operation and contemplates control, monitoring and updating by means of wireless communication.
  • the present invention is characterized in that it reveals a device (100) that can be installed on interchangeable bases for the interruption and automatic reconnection of medium voltage circuits. Being stable on interchangeable bases, the device (100) described here is compatible with international standards, is lightweight and easy to install.
  • the device (100) comprises a vacuum switch (210), an electromagnetic actuator (220) and a tensioning mechanism (410) mechanically connected to the movable contact (211) of the vacuum switch (210 ), a damping mechanism (420) arranged in such a way that it acts against the inertia of the electromagnetic actuator (220) during the opening and closing of the device (100), one or more flexible conductors (310) connected in series between the mobile contact (211) of the vacuum switch (210) and the medium voltage line, one or more current sensors (320) and one or more current transformers (330) each surrounding the flexible conductors (310) , one or more super-capacitors (340) and a control module (710).
  • Figure 1 shows a general diagram of the device (100) described.
  • the device (100) in accordance with the present invention allows automatic reconnection of the vacuum switch (210) and, unlike similar devices, does not disconnect the line by dropping the device (100 ), thus avoiding the need for an operator to perform manual reconnection.
  • the device (100) disclosed herein does provide the possibility for an operator to manually use a pole or other suitable element to cause the device (100) to fall and swing on a base pivot. interchangeable (150). This fall allows the visible disconnection of the device (100), which is necessary in accordance with safety standards when performing inspection, repair and maintenance operations on medium voltage lines.
  • the device (100) disclosed here is also characterized in that it has a longer lifespan than other similar devices.
  • This advantage arises as a result of the reduction in the mechanical wear of the contacts, which is achieved by combining the following particular characteristics of the device:
  • the device (100) is also characterized in that it allows obtaining detailed information of the medium voltage line signal from the one or more current sensors (320).
  • the device (100) of the present invention includes voltage and / or electric field sensors (321a, 321b) that allow determining additional information such as its frequency, impedance, power factor, current flow direction, etc.
  • the device (100) measures the current of the medium voltage line and, if an electrical fault is detected in the circuit, the control module (710) generates a signal that causes the actuator electromagnetic (220) moves, separating the mobile contact (211) of the vacuum switch (210) from the fixed contact (212) and generating the interruption of the line. To reconnect, the control module (710) sends a second signal that causes the electromagnetic actuator (220) to return to its initial state, causing the mobile contact (211) to come back into contact with the fixed contact (212 ).
  • the invention reveals that the control module (710) automatically performs the opening of the circuit after a first time that depends on the characteristics of the fault current measured by the one or more current sensors (320). Similarly, the control module (710) automatically reconnects the circuit after a second time that depends on the characteristics of the fault current measured by the one or more current sensors (320) and the configuration of the device (100).
  • the device (100) of the present invention further comprises a trip capacitor (350) with which the electromagnetic actuator (220) is operated.
  • the trip capacitor (350) is connected to the electromagnetic actuator (220) and sends a current pulse with which the polarity of the electromagnetic actuator (220) is reversed in order to change its state.
  • the trigger pulse can be a pulse train of variable frequency.
  • the trip capacitor (350) sends to the electromagnetic actuator (220) a pulse or train of current pulses in one direction.
  • the trip capacitor (350) sends to the electromagnetic actuator (220) a pulse or train of current pulses in the opposite direction.
  • the device (100) disclosed herein further comprises a polarity reversal circuit (734) that reverses the direction of the current that drives the electromagnetic actuator (220), so that the pulse sent by the trip capacitor (350) is inverted according to the state of the device (100).
  • the polarity reversing circuit (734) is connected between the trip capacitor (350) and the electromagnetic actuator (220), and the control module (710) determines its status.
  • the control module (710) commands the polarity reversal circuit (734) so that the current sent by the trip capacitor (350) reaches the electromagnetic actuator (220) with a address.
  • the control module (710) commands the polarity reversal circuit (734) so that the current sent by the trip capacitor (350) reaches the electromagnetic actuator (220) with the opposite direction.
  • the polarity reversing circuit (734) is a H Bridge.
  • the electromagnetic actuator (220) is selected from the group comprising monostable magnetic actuators and bistable magnetic actuators.
  • the electromagnetic actuator (220) is monostable, unipolar and is configured so as to exert a force in the closing direction of the vacuum switch (210).
  • the tensioning mechanism (410) is arranged in such a way as to favor the opening of the vacuum switch (210). In this embodiment, the tensioning mechanism (410) exerts a force on the electromagnetic actuator (220) in the direction in which the vacuum switch (210) is opened. The force exerted by the tensioning mechanism (410) is inferior and opposite to the force exerted by the permanent magnets of the electromagnetic actuator (220) so that the vacuum switch (210) is kept closed.
  • the opening and closing of the vacuum switch (210) occurs according to the balance of the forces exerted by the electromagnetic actuator (220) and the tensioning mechanism (410).
  • the permanent magnets of the electromagnetic actuator (220) exert a force to close the vacuum switch (210) which is greater than the force of the tensioning mechanism (410) exerts to open it.
  • the control module (710) commands the trip capacitor (350) to send a train of current pulses to the electromagnetic actuator (220) in order to reduce its magnetic field and reduce the force in the direction of the closure.
  • the balance of forces between the electromagnetic actuator (220) and the tensioning mechanism (410) results in a net force that moves the moving contact (211) of the vacuum switch (210) to its opening state.
  • the electromagnetic actuator (220) is configured to exert a force in the opening direction of the vacuum switch (210), and the tensioning mechanism (410) is arranged in such a way as to favor vacuum switch closure (210).
  • the tensioning mechanism (410) exerts a force on the electromagnetic actuator (220) in the direction in which the vacuum switch (210) is closed. The force exerted by the tensioning mechanism (410) is superior and opposite to the force exerted by the magnets permanent of the electromagnetic actuator (220) so that the vacuum switch (210) is kept closed.
  • the permanent magnets of the electromagnetic actuator (220) exert a force to open the vacuum switch (210) which is lower to the force that the tensioning mechanism (410) exerts to close it.
  • the control module (710) commands the trip capacitor (S50) to send a train of current pulses to the electromagnetic actuator (220) in order to increase its magnetic field and increase the force in the opening direction.
  • the balance of forces between the electromagnetic actuator (220) and the tensioning mechanism (410) results in a net force that displaces the moving contact (211) of the vacuum switch
  • the tensioning mechanism (410) is an elastic element, preferably a spring.
  • the present invention also reveals the speed control of the mobile contact
  • the control module (710) performs the pulse width modulation (PWM) to the pulse train sent by the trip capacitor (S50), thus regulating the reversal of the polarity of the electromagnetic actuator (220) and, consequently, the balance of forces between the electromagnetic actuator (220) and the tensioning mechanism (410). This regulation allows the active control of the opening and reclosing speed of the vacuum switch (210).
  • PWM pulse width modulation
  • a preferred embodiment of the invention includes a distance sensor (322) with which the relative position of the vacuum switch contacts (210) is measured. Position measurement Relative of the contacts of the vacuum switch (210) as a function of time allows to determine the travel speed of the mobile contact (211) in order to control its dynamics.
  • the distance sensor (322) is selected from the group comprising: linear displacement sensors, optical sensors, capacitive sensors, inductive sensors and ultrasound sensors.
  • the device (100) further comprises a limit switch sensor (323) with which it is determined that the mobile contact (211) has reached its maximum travel.
  • the mobile contact (211) of the vacuum switch (210) is mechanically connected to a damping mechanism (420) which is configured to act against the inertia of the electromagnetic actuator (220) during opening and reclose the device (100).
  • the damping mechanism (420) regulates the travel speed of the mobile contact (211) of the vacuum switch (210) in order to dampen it. In this way the mechanical wear suffered by the device (100), particularly the contacts of the vacuum switch (210), during the reconnection stage is reduced and its useful life is extended.
  • the damping mechanism (420) is an elastic element, preferably a spring.
  • the mobile contact (211) of the vacuum switch (210) is mechanically limited by a displacement limiter component (440) which is configured to prevent the actuator from opening the device (100) Electromagnetic (220) travels beyond a predefined distance, thus reducing the rebound generated by the inertia of the electromagnetic actuator (220). This also reduces the mechanical wear that the device (100) suffers, particularly the contacts of the vacuum switch (210), during the opening stage and its useful life is extended.
  • the displacement limiting component (440) is a thermoplastic polymer, preferably a polyamide and more preferably is made of Nylon.
  • FIG. 2a and 2b show a cross-section of the device (100) of the present invention where it is evidenced that all the components involved in the movement of the mobile contact (211) of the vacuum switch are located on the same axis. Therefore, all mechanical forces are exerted along the axis of the mobile contact (211), and there are no torques or radial or transverse forces that can misalign the mechanical elements of the device (100) and generate non-normal shocks, i.e. , with tangential component, between the contacts.
  • the device (100) further comprises an insulating element (360) that electrically isolates the contacts ( 211, 212) of electronic circuits.
  • the insulating element (360) is located between the damping mechanism (420) and the electromagnetic actuator (220) and prevents electrical contact between the electronics of the device (100) and the elements that are at the potential of the line, namely the vacuum switch (210) and the shaft (430).
  • the insulating element (360) separates the axis (430) into two sections: a first section of the axis (431) that meets the potential of the line and a second section of the axis (432 ) electrically isolated from the first section.
  • the insulating element (360) is made of a thermoplastic polymer.
  • the insulating element (360) is a polyamide and even more preferably it is made of Nylon.
  • the device (100) further comprises one or more flexible conductors (310) connected in series between the mobile contact (211) of the vacuum switch (210) and the medium voltage line.
  • the one or more flexible conductors (310) are connected to the mobile contact (211) of the vacuum switch (210) and to the contact that is attached to the pivot of the exchangeable base (150).
  • the one or more flexible conductors (310) are attached to the structure of the device (100) by one or more metal jaws that facilitate its positioning. Including the one or more flexible conductors (310) allows the present invention to provide current sensors (320) and current transformers (330) around the medium voltage line, such that a current proportional to the current is induced in them line current.
  • the one or more flexible conductors (310) are cables.
  • the device (100) also employs one or more current sensors (320) with which the medium voltage line signal is measured. Based on the measurements made by these current sensors (320), the control module (710) determines if a fault has occurred in the circuit and, if so, the characteristics of the fault. As shown in Figure 3, the one or more current sensors (320) are each surrounding the one or more flexible conductors (310) such that a current proportional to the average line current is induced therein tension. The signal measured by the one or more current sensors (320) is transmitted to the control module (710) to determine if an electrical fault occurs and its characteristics. Likewise, the control module (710) can measure harmonics of the current signal and sample the line based on the signal measured by the one or more current sensors (320).
  • the one or more current sensors (320) according to the present invention are selected from the group comprising: current transformers and Rogowski coils.
  • the device (100) described according to the present invention comprises one or more current transformers (330) each located around the one or more flexible conductors (310) as shown in Figure 3.
  • transformers of Current (330) induces an electric current proportional to the current of the medium voltage line which is used to power the circuits that constitute the rest of the device (100).
  • the induced current in the one or more current transformers (330) is also transmitted to voltage regulators (732) responsible for charging the trip capacitor (350) and the super capacitors (340).
  • the device (100) also includes one or more super-capacitors (340) in which part of the electrical energy collected by the current transformers (330) is stored. These super-capacitors (340) provide independence to the device (100) and allow it to function properly even during the interruption of the line without the need to incorporate batteries or connections to external power sources.
  • the device (100) further comprises a power module (730) that rectifies the energy induced in the Current transformers (330) and delivery to super-capacitors (340) to be stored.
  • the current induced in the one or more current transformers (330) is transmitted to a first voltage regulator (732a) with which the trip capacitor (350) is charged.
  • the current induced in the one or more current transformers (330) is transmitted to a second voltage regulator (732b) with which the super capacitors (340) are charged.
  • Another embodiment of the invention comprises a DC-DC voltage booster (731) with which the output voltage of the second voltage regulator (732b) is converted to the output voltage of the first voltage regulator (732a), so that the energy stored in the super capacitors (340) can be used to charge the trip capacitor (350).
  • the first voltage regulator (732a) has an output of between 50 V and 100 V.
  • the second voltage regulator (732b) has an output of between 2 V and 15 V.
  • the device (100) comprises a voltage sensor (321a) that allows the line voltage signal to be measured, that is, the voltage as a function of time.
  • This sensor can be restricted to an electric field sensor (321b) with which the presence of electric field in the line and / or its frequency is detected regardless of the voltage value over time.
  • control module (710) calculates the power factor of the electrical signal based on the measurements of the one or more current sensors (320) and the voltage sensor or electric field ( 321a, 321b). Similarly, the control module (710) can calculate the direction of current flow and Detect high impedance failures based on the measurement of the one or more current sensors (320) and the voltage or electric field sensor (321a, 321b).
  • the device (100) may also include a wireless communications module (720) which includes one or more radio frequency modules (721).
  • the communications module (720) may further comprise one or more modules for public and / or private cellular networks (722a), and / or one or more modules for public and / or private radio networks (722b).
  • the device (100) can communicate with other devices, with a control panel, or in general with a SCADA type network.
  • the wireless connection via radio frequency allows synchronization of two or more of the devices disclosed herein. When these devices are installed in phases other than a two-phase or three-phase circuit, synchronization allows the simultaneous interruption and reclosure of the two or three phases, guaranteeing agreement between them.
  • the communication module (720) also allows communication of the device (100) with an external control panel (900) from which the control, configuration and monitoring of the device is carried out.
  • the external control panel (900) also allows the device (100) to be operated remotely, thus avoiding the need for an operator to scale the pole in which the device (100) is installed, reducing the costs and times associated with Manual operation
  • the connection between the communications module (720) and the external control panel (900) also allows manual and remote reconnection of the vacuum switch (210).
  • the verification and reprogramming of the device software (100) can be performed through the external control panel (900) through the communications module (720).
  • Figure 4 shows a non-limiting embodiment of the external control panel (900) according to the present invention wherein the external control panel (900) includes a display device in which device status parameters (100) are shown. .
  • the control panel also includes an input element of data, for example, a numeric keypad, with which the operation modes of the device (100) are selected, its configuration parameters, and the possible instructions that are given, such as opening, closing and reading past events are defined .
  • the device (100) according to the invention may also include one or more signaling means (500) with which its status is shown.
  • These signaling means (500) can be light indicators (510), such as LEDs, and / or mechanical indicators (520).
  • the mechanical indicators (520) according to the invention disclosed herein consist of an opaque element (521) disposed on a sheet (522) or other material containing strips of two or more colors. Depending on the state of the device (100) (closed or open), the opaque element (521) or the sheet (522) are moved so that one or more of the colored stripes are covered, such that the remaining stripes are visible through a window to the outside of the device (100).
  • the signaling means (500) serve as redundant mechanisms so that an operator can know the status of the device (100) in case there are failures in the electronics of the device (100), the communication or the control panel.
  • the opaque element (521) travels over the sheet (522) to cover one or more of the colored stripes, such that the remaining stripes are visible.
  • the opaque element (521) maintains its position and the sheet (522) is moved such that one or more of the colored stripes are covered by the opaque element (521) and the remaining stripes are visible.
  • the device (100) comprises a magnetic coupling mechanism (530) for operating at least one of the mechanical indicators (520).
  • the opaque element (521) includes a magnetic material and its movement is due to the movement of the magnetic coupling mechanism (530) located on the rear side of the sheet (522).
  • the mechanism of magnetic coupling (530) is mechanically attached to the shaft (430), such that when the vacuum switch (210) is closed the shaft (430) is in an elevated position so that the opaque element (521) of the Mechanical indicator (520) is in a first position and a first color of the sheet (522) is shown.
  • FIGS. 5a and 5b show how the mechanical indicator (520) changes its position depending on the state of the device (100).
  • the sheet (522) contains a magnetic material whose movement is due to the movement of the magnetic coupling mechanism (530) located behind the opaque element (521).
  • the magnetic coupling mechanism (530) is mechanically connected to the shaft (430), such that when the vacuum switch (210) is closed the shaft (430) is in an elevated position so that the sheet (522) ) of the mechanical indicator (520) is in a first position and a first color of the sheet (522) is shown.
  • the vacuum switch (210) is open shaft (430) is in a low position so that the sheet (522) of the mechanical indicator (520) is in a second position and a second is shown sheet color (522).
  • Figures 5a and 5b show how the mechanical indicator (520) changes its position depending on the state of the device (100).
  • the present invention also reveals that the device (100) is enclosed by a housing (810) composed of at least two independent parts: an upper part and a lower part.
  • the housing (810) is made of a polymeric material that provides protection and impact resistance.
  • the housing (810) is sealed around the device (100). Therefore, and in order to reduce the differences in pressure and temperature between the inside and outside of the device (100), the housing (810) can include a pressure relief valve (811) that allows to regulate the pressure and the temperature inside the device (100).
  • the pressure relief valve (811) allows the pressure and temperature inside the device (100) to be equalized with the atmospheric conditions.
  • Figure 6 shows a preferred embodiment of the pressure valve in the housing (810).
  • the present invention further reveals that the device (100) may include an inner chassis (820) that supports the internal elements of the device (100) and maintains its alignment without relying on the outer shell (810).
  • the device (100) comprises one or more connections to an external energy source (600) which It is selected from the group comprising: external batteries and energy harvesting elements, such as solar panels.
  • the one or more connections to an external power source (610) allow the operation of the device (100) without line current, even when the super-capacitors (340) are discharged.
  • the device (100) includes at least one connection to an external charger (611) consisting of contact points protruding from the housing (810) and which are counterpart of the terminals of the external charger (611).
  • the installation of the external charger (611) can be carried out from the ground using a pole without the need to uninstall or de-energize the device (100).
  • the housing (810) of the device (100) acts as a guide to facilitate the installation of the external charger (611).
  • the charging terminals of the external charger (611) can have a hook shape in such a way as to facilitate their installation.
  • Figure 7 shows a preferred and non-limiting embodiment of the external charger (611) and its connection to the device (100).
  • the present invention reveals a connection with a data port (724) that allows the device (100) to establish a physical connection with an external control panel (900) for the transfer of data, electrical measurements and signals of control.
  • the external control panel (900) is any device that allows sending and receiving data to and from the device (100), for example a computer, a man-machine interface (HMI), a test equipment, or a mobile device such as a smartphone.
  • the connection between the device (100) and the external control panel (900) through the data port (724) also allows manual reconnection of the vacuum switch (210), as well as verification and reprogramming of the device software ( 100).
  • the data port (724) is embedded in the housing (810) so that an operator can connect the external medium with ease. According to a preferred embodiment, the data port (724) is an IP67 port.
  • the invention described herein reveals electrical connection points (830) integrated in the contacts upper and / or lower of the device (100) that allow an additional electrical connection between the device (100) and the exchangeable base (150). These connection points reduce the contact resistance between the device (100) and the exchangeable base (150).
  • the electrical connection points (830) include standard connectors to which a first end of a conductor can be connected so that, when the second end of the conductor is connected to the interchangeable base (150), the electrical path between the device ( 100) and the exchangeable base (150) is reduced.
  • the electrical connection points (830) allow cables to be connected between the device (100) and the exchangeable base (150).
  • Figure 8 shows a preferred embodiment wherein the upper and lower connectors connecting the device (100) with the interchangeable base (150) include the electrical connection points (830) that allow a cable to be connected between the device (100 ) and the exchangeable base (150).
  • the device (100) includes electrical connection points (830) only the one in lower contact, that is, next to the pivot with which the device (100) swings on the exchangeable base (150 ).
  • the device (100) includes electrical connection points (830) only in the upper contact, that is, next to the contact with which the device (100) fits the interchangeable base (150).
  • the device (100) includes electrical connection points (830) in both contacts with the exchangeable base (150).
  • the device (100) When the device (100) includes at least one electrical connection point (830) for connecting with the upper contact of the exchangeable base (150), the device (100) further comprises a disconnecting mechanism (840) which allows undo this connection in order to eliminate mechanical ties that prevent the device from falling and swinging on the pivot when a visible disconnection is needed.
  • This disconnection mechanism (840) can be activated remotely by the control panel (900) or manually by an operator using a pole or other suitable element.

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Abstract

La presente invención se relaciona con dispositivos instalables en bases intercambiables que efectúan la interrupción y posterior reconexión automática de circuitos de media tensión. El dispositivo aquí revelado detecta si se presenta una falla en el circuito eléctrico y efectúa automáticamente la interrupción y posterior reconexión después de un tiempo que depende de las características de la falla detectada y de la configuración del dispositivo. El diseño del dispositivo atenúa el desgaste de los contactos del interruptor de vacío y alarga su vida útil. El dispositivo además se caracteriza por obtener información detallada acerca de las características eléctricas de la línea de media tensión, por ser autoalimentado y porque almacena energía eléctrica, por lo que puede mantener su operación aun cuando no haya corriente en la línea.

Description

DISPOSITIVO PARA LA INTERRUPCIÓN Y RECONEXIÓN AUTOMÁTICA DE CIRCUITOS DE MEDIA TENSIÓN INSTALABLE EN BASES INTERCAMBIABLES
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
1. Campo de la Invención
[001] La presente invención se relaciona con dispositivos electromecánicos de protección y maniobra en circuitos de media tensión, particularmente con interruptores y reconectadores automáticos ¡nstalables en bases intercambiables.
2. Descripción del arte previo
[002] Los dispositivos de protección para circuitos de media tensión proporcionan aislamiento eléctrico cuando se detecta una falla en las líneas de distribución con el fin de prevenir la propagación de la falla. Dependiendo de su ubicación en la red, el esquema de coordinación de protecciones y de los niveles de corriente de falla, estos dispositivos pueden ser interruptores, seccionalizadores, fusibles y reconectadores, siendo estos últimos demasiado grandes y pesados para ser ¡nstalables en bases intercambiables.
[003] Comúnmente, los fusibles desconectan el circuito en presencia de una falla. Esta desconexión consiste en una apertura visible que se efectúa mediante la caída de uno de los extremos del porta-fusible, el cual se separa de la línea de distribución, mientras el otro extremo se balancea y bascula sobre un pivote de la base intercambiable. Luego de despejar la falla, el fusible debe ser reemplazado y el porta- fusible reconectado manualmente por un operario usando una pértiga u otro elemento adecuado. Esta reconexión manual requiere la movilización de una cuadrilla que, usualmente, debe recorrer varios kilómetros hasta identificar el porta-fusible caído, lo que repercute en altos costos y largos tiempos de reconexión. [004] Por su parte, los reconectadores son dispositivos capaces de reestablecer la conexión de la línea de media tensión de manera automática una vez la falla ha sido despejada. No obstante, estos dispositivos son usualmente grandes, pesados, costosos y requieren su propia fuente de alimentación.
[005] Existen dispositivos que efectúan la reconexión automática de la línea y que son lo suficientemente pequeños y livianos como para ser ¡nstalables en bases intercambiables. Estos dispositivos comprenden un contacto móvil que se separa de un contacto fijo cuando se detecta una falla, interrumpiendo el circuito. Al momento de la reconexión, el contacto móvil vuelve a su estado inicial, entrando en contacto nuevamente con el contacto fijo y reestableciendo la conexión. La apertura y el recierre de los contactos debe ser suficientemente rápida como para impedir la propagación de la falla y para evitar la formación de arcos eléctricos entre los contactos. Para garantizar velocidades altas, estos dispositivos usualmente involucran fuerzas de apertura y recierre muy altas, provocando que los contactos choquen con demasiada fuerza y se desgasten rápidamente. Como consecuencia, la vida útil de estos dispositivos tiende a reducirse.
[006] Así mismo, los dispositivos de interrupción y reconexión automática ¡nstalables en bases intercambiables usualmente incorporan un actuador electromagnético que es accionado directamente con la corriente de falla. La línea de media tensión es desviada hacia el actuador electromagnético y, cuando la corriente alcanza un límite preestablecido, indicando una falla, el actuador cambia su estado. Dependiendo de las características de la falla y la configuración del dispositivo, un controlador determina el tiempo después del cual se efectúa la reconexión. Si bien esta configuración permite la detección oportuna de la falla, el hecho de que no se realice una medida de la corriente de la línea impide obtener información adicional de la misma.
[007] Además, los equipos existentes de interrupción y reconexión automática ¡nstalables en bases intercambiables quedan en estado de falla permanente después de un último intento de reconexión, pues desenganchan mecánicamente el contacto superior de la base intercambiable y caen, quedando basculantes sobre el pivote o contacto inferior de manera similar a como lo hace un fusible convencional. Consecuentemente, es necesaria la movilización de una cuadrilla que debe reponer manualmente el dispositivo, repercutiendo en altos tiempos y costos de reconexión.
[008] El costo de los equipos comerciales ¡nstalables en bases intercambiables rivaliza con el de los reconectadores convencionales, lo cual impide su popularización para uso en redes, en particular en sistemas de distribución rural. De manera similar, estos equipos no cuentan con una fuente interna de energía que les dé autonomía por largos intervalos de tiempo, de manera que pierden cualquier posibilidad de operación, comunicación y reporte hasta ser repuestos manualmente.
[009] Existe entonces en la técnica la necesidad de un dispositivo de interrupción y reconexión diseñado para ser ¡nstalable en bases intercambiables que presente una vida útil larga y que permita obtener información detallada acerca de las características eléctricas de la línea. Así mismo, existe la necesidad de que estos dispositivos sean suficientemente autónomos para no depender de la energía proporcionada por la corriente del circuito donde están instalados, y que puedan operar de manera automática y con control a distancia, aún en condiciones de falla permanente sin exigir el desplazamiento de cuadrillas en cada evento de falla permanente.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
[0010] La presente invención se relaciona con dispositivos de protección y maniobra en circuitos de media tensión, particularmente con fusibles, seccionalizadores y reconectadores automáticos ¡nstalables en bases intercambiables. El dispositivo (100) detecta si hay una falla en la línea de media tensión y efectúa la apertura de un interruptor de vacío (210). Después de un tiempo que depende de las características de la falla y la configuración del dispositivo, el dispositivo (100) efectúa el recierre automático del interruptor de vacío (210).
[0011] El dispositivo (100) aquí revelado se caracteriza porque evita la necesidad de que un operario o una cuadrilla se movilicen para efectuar la reconexión dado que las desconexiones no se realizan mediante la caída y balanceo del dispositivo (100) sobre el pivote de la base intercambiable (150). No obstante, la conexión con la base intercambiable (150) permite que un operario desconecte manualmente el dispositivo (100), produciendo la caída y consecuente balanceo, con el fin de efectuar una desconexión visible.
[0012] La detección de la falla se realiza mediante la medición constante de la corriente de la línea usando sensores de corriente (320) dispuestos alrededor de la misma. El dispositivo (100) comprende también transformadores de corriente (330) en los que se induce una corriente que se usa para alimentar el dispositivo (100) y la cual es dirigida a súper-capacitores (340) que almacenan la energía eléctrica. Esta disposición de los transformadores de corriente (330) hace que el dispositivo (100) aquí revelado sea autoalimentado, y el almacenamiento de energía en los súper- capacitores (340) le brinda autonomía pues le permite operar aun cuando no haya corriente de línea.
[0013] Adicionalmente, el dispositivo (100) según la presente invención puede incluir sensores de voltaje y/o campo eléctrico (321a, 321b) con los que se obtiene información adicional de la línea como su frecuencia, impedancia, factor de potencia, dirección de flujo de corriente, etc.
[0014] El dispositivo (100) de acuerdo con la presente invención se caracteriza porque los componentes móviles están alineados sobre un único eje, evitando los choques tangenciales o radiales entre los contactos del interruptor de vacío (210). Adicionalmente, el dispositivo (100) aquí revelado incluye el control activo de velocidad del contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210), con lo que se atenúa la fuerza de los choques entre los contactos (211, 212) mientras se asegura que la velocidad de apertura y recierre sea suficientemente alta para evitar la generación de arcos eléctricos. La combinación de estas dos características (alineación axial y control de velocidad) le permite al dispositivo (100) tener una vida útil superior a la de otros dispositivos similares, pues se reduce el desgaste mecánico de los contactos (211, 212) del interruptor de vacío (210).
[0015] La presente invención también revela un dispositivo (100) que incluye un módulo de comunicaciones inalámbricas (720) que le permite a un operario, mediante un panel de control inalámbrico (900), monitorear y controlar el estado del dispositivo (100) de manera remota. Además, el módulo de comunicaciones (720) permite la comunicación entre distintos dispositivos para efectuar interrupciones y reconexiones sincronizadas en líneas polifásicas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
[0016] La Figura 1 muestra una vista general del dispositivo (100) de acuerdo con la presente invención.
[0017] La Figura 2a muestra un corte transversal del dispositivo (100) cuando el interruptor de vacío (210) está cerrado.
[0018] La Figura 2b muestra un corte transversal del dispositivo (100) cuando el interruptor de vacío (210) está abierto.
[0019] La Figura 3 muestra los sensores de corriente (320) y los transformadores de corriente (330) rodeando el conductor flexible (310) que está en serie con la línea de media tensión. [0020] La Figura 4 muestra una realización no limitativa del panel de control (900).
[0021] La Figura 5a muestra el mecanismo de acople magnético (530) unido al indicador mecánico (520) cuando el interruptor de vacío (210) está cerrado.
[0022] La Figura 5b muestra el mecanismo de acople magnético (530) unido al indicador mecánico (520) cuando el interruptor de vacío (210) está abierto.
[0023] La Figura 6 muestra una realización no limitativa de la carcasa (810) que incluye la válvula de liberación de presión (811).
[0024] La Figura 7 muestra una realización no limitativa del cargador externo (611) y su conexión (610) al dispositivo (100).
[0025] La Figura 8 muestra una realización no limitativa de los puntos de conexión eléctrica (830) entre el dispositivo (100) y la base intercambiable (150).
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS
[0026] La presente invención se relaciona con dispositivos de protección y maniobra en circuitos de media tensión, particularmente con fusibles, seccionalizadores y reconectadores automáticos ¡nstalables en bases intercambiables. Se revela un dispositivo (100) que mide la corriente de una línea de media tensión y determina si se presenta una falla eléctrica. En caso de detectar falla, el dispositivo (100) efectúa la desconexión de la línea y, con base en las características de la falla detectada y su configuración, determina el tiempo después del cual se realiza la reconexión automática. La presente invención evita la necesidad de que un operario realice la reconexión de forma manual después de que se ha despejado la falla, reduciendo los costos asociados con la movilización de la cuadrilla y acortando los tiempos de reconexión. En caso de que se detecte una falla permanente, el dispositivo (100) mantendrá la interrupción de la línea hasta que reciba la orden contraria. Adicionalmente, el dispositivo (100) descrito permite la operación bifásica y/o trifásica y contempla el control, monitoreo y actualización por medio de comunicación inalámbrica.
[0027] La presente invención se caracteriza porque revela un dispositivo (100) ¡nstalable en bases intercambiables para la interrupción y reconexión automática de circuitos de media tensión. Al ser ¡nstalable en bases intercambiables, el dispositivo (100) aquí descrito es compatible con estándares internacionales, es liviano y fácil de instalar.
[0028] El dispositivo (100) de acuerdo con la presente invención comprende un interruptor de vacío (210), un actuador electromagnético (220) y un mecanismo tensor (410) conectados mecánicamente al contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210), un mecanismo de amortiguación (420) dispuesto de tal manera que actúa en contra de la inercia del actuador electromagnético (220) durante la apertura y el cierre del dispositivo (100), uno o más conductores flexibles (310) conectados en serie entre el contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210) y la línea de media tensión, uno o más sensores de corriente (320) y uno o más transformadores de corriente (330) cada uno de ellos rodeando los conductores flexibles (310), uno o más súper-capacitores (340) y un módulo de control (710). La Figura 1 muestra un diagrama general del dispositivo (100) descrito.
[0029] El dispositivo (100) de acuerdo con la presente invención permite realizar la reconexión automática del interruptor de vacío (210) y, a diferencia de como operan dispositivos similares, no efectúa una desconexión de la línea mediante la caída del dispositivo (100), evitando así la necesidad de que un operario efectúe la reconexión manual. No obstante, el dispositivo (100) aquí divulgado sí brinda la posibilidad de que un operario, de manera manual, use una pértiga u otro elemento adecuado para causar que el dispositivo (100) caiga y se balancee sobre un pivote de la base intercambiable (150). Esta caída permite efectuar la desconexión visible del dispositivo (100), la cual es necesaria de acuerdo con estándares de seguridad a la hora de realizar operaciones de revisión, reparación y mantenimiento en líneas de media tensión.
[0030] De manera ventajosa, el dispositivo (100) aquí revelado también se caracteriza porque presenta una vida útil más larga que otros dispositivos similares. Esta ventaja surge como consecuencia de la reducción en el desgaste mecánico de los contactos, lo cual se logra mediante la combinación de las siguientes características particulares del dispositivo:
(i) la disposición coaxial de los elementos involucrados en la apertura y el recierre de los contactos, a saber, el contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210), el actuador electromagnético (220), el mecanismo tensor (410) y el mecanismo de amortiguación (420). De acuerdo con la presente invención, todas las fuerzas se ejercen a lo largo del eje del contacto móvil (211), de manera que no existen torques que puedan desalinear los elementos mecánicos del dispositivo (100) y producir choques no normales, es decir, con componente tangencial o radial, entre los contactos (211, 212) del interruptor de vacío (210).
(ii) el control de velocidad del contacto móvil (211). De acuerdo con la presente invención, se realiza un control activo de velocidad del contacto móvil (211) durante la apertura y el recierre del dispositivo (100). Este control activo evita que el choque entre los contactos (211, 212) sea demasiado fuerte como para producir un desgaste excesivo de los mismo, y a la vez garantiza que la velocidad de apertura y recierre sea lo suficientemente alta como para minimizar la formación de arcos eléctricos. Este control de velocidad también reduce el rebote mecánico durante la apertura y el recierre, favoreciendo la integridad de los contactos durante la operación del dispositivo (100) y previniendo las falsas reconexiones. [0031] El dispositivo (100) según la presente invención también se caracteriza porque permite obtener información detallada de la señal de la línea de media tensión a partir de los uno o más sensores de corriente (320). Como sensores de corriente (320) se utilizan bobinas dispuestas alrededor de los conductores flexibles (310) en las que se induce una corriente eléctrica proporcional a la señal de la línea que desea medirse, de manera que se obtiene información detallada de la línea de media tensión, incluyendo su forma de onda, frecuencia, amplitud, asimetrías, picos de corriente, etc. Adicionalmente, el dispositivo (100) de la presente invención incluye sensores de voltaje y/o de campo eléctrico (321a, 321b) que permiten determinar información adicional tal como su frecuencia, impedancia, factor de potencia, dirección de flujo de corriente, etc.
[0032] El dispositivo (100) de acuerdo con la presente invención mide la corriente de la línea de media tensión y, si se detecta una falla eléctrica en el circuito, el módulo de control (710) genera una señal que hace que el actuador electromagnético (220) se desplace, separando el contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210) del contacto fijo (212) y generando la interrupción de la línea. Para efectuar la reconexión, el módulo de control (710) envía una segunda señal que hace que el actuador electromagnético (220) regrese a su estado inicial, provocando que el contacto móvil (211) vuelva a estar en contacto con el contacto fijo (212).
[0033] La invención revela que el módulo de control (710) efectúa de manera automática la apertura del circuito luego de un primer tiempo que depende de las características de la corriente de falla medida por los uno o más sensores de corriente (320). De igual manera, el módulo de control (710) efectúa de manera automática la reconexión del circuito luego de un segundo tiempo que depende de las características de la corriente de falla medida por los uno o más sensores de corriente (320) y la configuración del dispositivo (100). [0034] El dispositivo (100) de la presente invención comprende además un capacitor de disparo (350) con el que se opera el actuador electromagnético (220). El capacitor de disparo (350) está conectado al actuador electromagnético (220) y le envía a éste un pulso de corriente con el cual se invierte la polaridad del actuador electromagnético (220) con el fin de cambiar su estado. De acuerdo con la presente invención, el pulso de disparo puede ser un tren de pulsos de frecuencia variable.
[0035] Para efectuar la apertura del interruptor, el capacitor de disparo (350) envía al actuador electromagnético (220) un pulso o tren de pulsos de corriente en una dirección. Para efectuar el cierre del interruptor, el capacitor de disparo (350) envía al actuador electromagnético (220) un pulso o tren de pulsos de corriente en la dirección opuesta. El dispositivo (100) aquí revelado comprende además un circuito de inversión de polaridad (734) que invierte la dirección de la corriente que acciona el actuador electromagnético (220), de manera que el pulso enviado por el capacitor de disparo (350) es invertido según sea el estado del dispositivo (100). El circuito de inversión de polaridad (734) está conectado entre el capacitor de disparo (350) y el actuador electromagnético (220), y el módulo de control (710) determina su estado. Durante la apertura del interruptor de vacío (210), el módulo de control (710) comanda al circuito de inversión de polaridad (734) para que la corriente enviada por el capacitor de disparo (350) llegue al actuador electromagnético (220) con una dirección. Durante el cierre del interruptor de vacío (210), el módulo de control (710) comanda al circuito de inversión de polaridad (734) para que la corriente enviada por el capacitor de disparo (350) llegue al actuador electromagnético (220) con la dirección opuesta. En una realización preferida, el circuito de inversión de polaridad (734) es un Puente H.
[0036] El actuador electromagnético (220) de acuerdo con la presente invención se selecciona del grupo que comprende actuadores magnéticos monoestables y actuadores magnéticos biestables. De acuerdo con una modalidad preferida, el actuador electromagnético (220) es monoestable, unipolar y que está configurado de manera que ejerce una fuerza en la dirección de cierre del interruptor de vacío (210). [0037] Cuando el actuador electromagnético (220) está configurado de manera que ejerce una fuerza en la dirección de cierre del interruptor de vacío (210), el mecanismo tensor (410) está dispuesto de tal manera que favorece la apertura del interruptor de vacío (210). En esta realización, el mecanismo tensor (410) ejerce una fuerza sobre el actuador electromagnético (220) en la dirección en la que se abre el interruptor de vacío (210). La fuerza ejercida por el mecanismo tensor (410) es inferior y opuesta a la fuerza ejercida por los imanes permanentes del actuador electromagnético (220) de manera que el interruptor de vacío (210) se mantiene cerrado.
[0038] La apertura y cierre del interruptor de vacío (210) ocurren de acuerdo con el balance de las fuerzas ejercidas por el actuador electromagnético (220) y el mecanismo tensor (410). Durante la operación normal del dispositivo (100), es decir, sin haber detectado fallas, los imanes permanentes del actuador electromagnético (220) ejercen una fuerza para cerrar el interruptor de vacío (210) la cual es superior a la fuerza que el mecanismo tensor (410) ejerce para abrirlo. En el momento en que se detecta la falla, el módulo de control (710) comanda al capacitor de disparo (350) para que envíe un tren de pulsos de corriente al actuador electromagnético (220) con el propósito de reducir su campo magnético y disminuir la fuerza en la dirección del cierre. Como consecuencia, el balance de fuerzas entre el actuador electromagnético (220) y el mecanismo tensor (410) da como resultado una fuerza neta que desplaza el contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210) hacia su estado de apertura.
[0039] En otra modalidad preferida, el actuador electromagnético (220) está configurado de manera que ejerce una fuerza en la dirección de apertura del interruptor de vacío (210), y el mecanismo tensor (410) está dispuesto de tal manera que favorece el cierre del interruptor de vacío (210). En esta realización, el mecanismo tensor (410) ejerce una fuerza sobre el actuador electromagnético (220) en la dirección en la que se cierra el interruptor de vacío (210). La fuerza ejercida por el mecanismo tensor (410) es superior y opuesta a la fuerza ejercida por los imanes permanentes del actuador electromagnético (220) de manera que el interruptor de vacío (210) se mantiene cerrado.
[0040] Según esta realización, durante la operación normal del dispositivo (100), es decir, sin haber detectado fallas, los imanes permanentes del actuador electromagnético (220) ejercen una fuerza para abrir el interruptor de vacío (210) la cual es inferior a la fuerza que el mecanismo tensor (410) ejerce para cerrarlo. En el momento en que se detecta la falla, el módulo de control (710) comanda al capacitor de disparo (S50) para que envíe un tren de pulsos de corriente al actuador electromagnético (220) con el propósito de incrementar su campo magnético y aumentar la fuerza en la dirección de apertura. Como consecuencia, el balance de fuerzas entre el actuador electromagnético (220) y el mecanismo tensor (410) da como resultado una fuerza neta que desplaza el contacto móvil (211) del interruptor de vacío
(210) hacia su estado de apertura.
[0041] Según otra modalidad preferida, el mecanismo tensor (410) es un elemento elástico, preferentemente un resorte.
[0042] La presente invención también revela el control de velocidad del contacto móvil
(211) del interruptor de vacío (210) mediante el control del tren de pulsos de corriente que el capacitor de disparo (S50) envía al actuador electromagnético (220). El módulo de control (710) efectúa la modulación de ancho de pulso (PWM) al tren de pulsos enviado por el capacitor de disparo (S50), regulando así la inversión de la polaridad del actuador electromagnético (220) y, consecuentemente, el balance de fuerzas entre el actuador electromagnético (220) y el mecanismo tensor (410). Esta regulación permite el control activo de la velocidad de apertura y recierre del interruptor de vacío (210).
[0043] En adición al control por modulación de ancho de pulso (PWM), una realización preferida de la invención incluye un sensor de distancia (322) con el que se mide la posición relativa de los contactos del interruptor de vacío (210). La medida de posición relativa de los contactos del interruptor de vacío (210) en función del tiempo permite determinar la velocidad de desplazamiento del contacto móvil (211) para así controlar su dinámica.
[0044] En una realización aún más preferida, el sensor de distancia (322) se selecciona del grupo que comprende: sensores de desplazamiento lineal, sensores ópticos, sensores capacitivos, sensores inductivos y sensores por ultrasonido. De acuerdo con otra modalidad, el dispositivo (100) comprende además un sensor de final de carrera (323) con el que se determina que el contacto móvil (211) ha alcanzado su recorrido máximo.
[0045] Adicionalmente, el contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210) se encuentra conectado mecánicamente a un mecanismo de amortiguación (420) el cual está configurado para actuar en contra de la inercia del actuador electromagnético (220) durante la apertura y recierre del dispositivo (100). El mecanismo de amortiguación (420) regula la velocidad de desplazamiento del contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210) con el fin de amortiguarlo. De esta manera se reduce el desgaste mecánico que sufre el dispositivo (100), particularmente los contactos del interruptor de vacío (210), durante la etapa de reconexión y se alarga su vida útil.
[0046] De acuerdo con una modalidad preferida, el mecanismo de amortiguación (420) es un elemento elástico, preferentemente un resorte.
[0047] Adicionalmente, el contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210) se encuentra limitado mecánicamente mediante un componente limitador de desplazamiento (440) el cual está configurado para impedir que, durante la apertura del dispositivo (100), el actuador electromagnético (220) se desplace más allá de una distancia predefinida, reduciendo así el rebote generado por la inercia del actuador electromagnético (220). De esta manera también se reduce el desgaste mecánico que sufre el dispositivo (100), particularmente los contactos del interruptor de vacío (210), durante la etapa de apertura y se alarga su vida útil.
[0048] De acuerdo con una modalidad preferida, el componente limitador de desplazamiento (440) es un polímero termoplástico, preferentemente una poliamida y más preferentemente está hecho de Nylon.
[0049] Es una característica de la presente invención que el contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210), el actuador electromagnético (220), el mecanismo tensor (410) y el mecanismo de amortiguación (420) se encuentran dispuestos coaxialmente y unidos mecánicamente mediante un eje (430). Las Figuras 2a y 2b muestran un corte transversal del dispositivo (100) de la presente invención en donde se evidencia que todos los componentes involucrados en el movimiento del contacto móvil (211) del interruptor de vacío se encuentran ubicados sobre el mismo eje. Por lo tanto, todas las fuerzas mecánicas se ejercen a lo largo del eje del contacto móvil (211), y no existen torques ni fuerzas radiales o trasversales que puedan desalinear los elementos mecánicos del dispositivo (100) y generar choques no normales, es decir, con componente tangencial, entre los contactos.
[0050] La disposición coaxial de los elementos atenúa el desgaste mecánico de los contactos durante el recierre del dispositivo (100), ya que minimiza los deslizamientos radiales entre los contactos (211, 212) reduciendo la generación de soldadura entre los contactos al interior del interruptor de vacío (210). Consecuentemente, se alarga la vida útil del dispositivo (100), lo que se traduce en una mayor cantidad de ciclos de operación y un menor costo asociado a su mantenimiento y cambio.
[0051] Con el fin de proteger los circuitos electrónicos que constituyen los módulos de control (710), comunicaciones (720) y potencia (730), el dispositivo (100) comprende además un elemento aislante (360) que aísla eléctricamente los contactos (211, 212) de los circuitos electrónicos. El elemento aislante (360) se encuentra ubicado entre el mecanismo de amortiguación (420) y el actuador electromagnético (220) y evita el contacto eléctrico entre la electrónica del dispositivo (100) y los elementos que están al potencial de la línea, a saber, el interruptor de vacío (210) y el eje (430). Como se muestra en las Figuras 2a y 2b, el elemento aislante (360) separa el eje (430) en dos secciones: una primera sección del eje (431) que se encuentra al potencial de la línea y una segunda sección del eje (432) aislada eléctricamente de la primera sección. De manera preferente, el elemento aislante (360) está hecho de un polímero termoplástico. De manera preferente el elemento aislante (360) es una poliamida y de manera aún más preferente está hecho de Nylon.
[0052] El dispositivo (100) de acuerdo con la presente invención comprende además uno o más conductores flexibles (310) conectados en serie entre el contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210) y la línea de media tensión. Como se muestra en la Figura 3, los uno o más conductores flexibles (310) se conectan al contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210) y al contacto que va unido al pivote de la base intercambiable (150). Los uno o más conductores flexibles (310) se sujetan a la estructura del dispositivo (100) mediante una o más mordazas metálicas que facilitan su posicionamiento. El incluir los uno o más conductores flexibles (310) permite a la presente invención disponer sensores de corriente (320) y transformadores de corriente (330) alrededor de la línea de media tensión, de manera que se induce en éstos una corriente proporcional a la corriente de la línea. Esta disposición mejora las mediciones realizadas e incrementa la eficiencia de conversión energética pues los inductores usados tanto para los sensores de corriente (320) como para los transformadores de corriente (330) son adyacentes a la línea de media tensión. De acuerdo con una realización preferida, los uno o más conductores flexibles (310) son cables.
[0053] El dispositivo (100) de acuerdo con la presente invención emplea además uno o más sensores de corriente (320) con los cuales se mide la señal de la línea de media tensión. Con base en las medidas realizadas por estos sensores de corriente (320), el módulo de control (710) determina si ha ocurrido una falla en el circuito y, de ser así, las características de la falla. Como se muestra en la Figura 3, los uno o más sensores de corriente (320) se encuentran cada uno rodeando los uno o más conductores flexibles (310) de manera que se induce en ellos una corriente proporcional a la corriente de la línea de media tensión. La señal medida por los uno o más sensores de corriente (320) es transmitida al módulo de control (710) para determinar si se presenta una falla eléctrica y las características de ésta. Así mismo, el módulo de control (710) puede medir armónicos de la señal de corriente y hacer un muestreo de la línea con base en la señal medida por los uno o más sensores de corriente (320).
[0054] De acuerdo con realizaciones preferidas, los uno o más sensores de corriente (320) de acuerdo con la presente invención se seleccionan del grupo que comprende: transformadores de corriente y bobinas de Rogowski.
[0055] Adicionalmente, el dispositivo (100) descrito según la presente invención comprende uno o más transformadores de corriente (330) ubicados cada uno rodeando los uno o más conductores flexibles (310) como se muestra en la Figura 3. En los transformadores de corriente (330) se induce una corriente eléctrica proporcional a la corriente de la línea de media tensión la cual es usada para alimentar los circuitos que constituyen el resto del dispositivo (100). La corriente inducida en los uno o más transformadores de corriente (330) es además transmitida a reguladores de tensión (732) encargados de cargar el capacitor de disparo (350) y los súper-capacitores (340).
[0056] El dispositivo (100) según la presente invención incluye también uno o más súper-capacitores (340) en los que se almacena parte de la energía eléctrica recolectada por los transformadores de corriente (330). Estos súper-capacitores (340) brindan independencia al dispositivo (100) y permiten que éste pueda funcionar apropiadamente aún durante la interrupción de la línea sin necesidad de incorporar baterías o conexiones a fuentes de energía externas. El dispositivo (100) comprende además un módulo de potencia (730) que rectifica la energía inducida en los transformadores de corriente (330) y la entrega a los súper-capacitores (340) para ser almacenada.
[0057] De acuerdo con realizaciones preferidas, la corriente inducida en los uno o más transformadores de corriente (330) es transmitida a un primer regulador de tensión (732a) con el que se carga el capacitor de disparo (350). Según otras modalidades, la corriente inducida en los uno o más transformadores de corriente (330) es tra nsmitida a un segundo regulador de tensión (732b) con el que se cargan los súper-capacitores (340).
[0058] Otra realización de la invención comprende un elevador de tensión DC-DC (731) con el que se convierte la tensión de salida del segundo regulador de tensión (732b) a la tensión de salida del primer regulador de tensión (732a), de manera que la energía almacenada en los súper-capacitores (340) pueda ser empleada para cargar el capacitor de disparo (350).
[0059] De acuerdo con una modalidad preferida, el primer regu lador de tensión (732a) tiene una salida de entre 50 V y 100 V. De acuerdo con otra modalidad preferida, el segundo regulador de tensión (732b) tiene una salida de entre 2 V y 15 V.
[0060] Adicionalmente, en una realización de la invención, el dispositivo (100) comprende un sensor de voltaje (321a) que permite medir la señal de voltaje de la línea, es decir, la tensión en función del tiempo. Este sensor puede restringirse a un sensor de campo eléctrico (321b) con el que se detecta la presencia de campo eléctrico en la línea y/o su frecuencia independientemente del valor de tensión en el tiempo.
[0061] De acuerdo con otra realización, el módulo de control (710) calcula el factor de potencia de la señal eléctrica con base en las mediciones de los uno o más sensores de corriente (320) y el sensor de voltaje o campo eléctrico (321a, 321b). De manera similar, el módulo de control (710) puede calcular la dirección de flujo de corriente y detectar fallas de alta ¡mpedancia con base en la medida de los uno o más sensores de corriente (320) y el sensor de voltaje o campo eléctrico (321a, 321b).
[0062] Por otro lado, el dispositivo (100) de acuerdo con la presente invención también puede incluir un módulo de comunicaciones inalámbricas (720) el cual incluye uno o más módulos de radiofrecuencia (721). El módulo de comunicaciones (720) puede además comprender uno o más módulos para redes celulares (722a) públicas y/o privadas, y/o uno o más módulos para redes de radio (722b) públicas y/o privadas. A través del módulo de comunicaciones (720), el dispositivo (100) se puede comunicar con otros dispositivos, con un panel de control, o en general con una red tipo SCADA. La conexión inalámbrica vía radiofrecuencia permite la sincronización de dos o más de los dispositivos aquí divulgados. Cuando estos dispositivos están instalados en fases distintas de un circuito bifásico o trifásico, la sincronización permite la interrupción y recierre simultáneo de las dos o tres fases, garantizando la concordancia entre ellas.
[0063] De acuerdo con la presente invención, el módulo de comunicaciones (720) además permite la comunicación del dispositivo (100) con un panel de control externo (900) desde el cual se efectúa el control, la configuración y el monitoreo del dispositivo (100). El panel de control externo (900) también permite operar manualmente el dispositivo (100) a distancia, evitando así la necesidad de que un operario escale el poste en el que el dispositivo (100) está instalado, reduciendo los costos y los tiempos asociados a la operación manual. Específicamente, la conexión entre el módulo de comunicaciones (720) y el panel de control externo (900) permite también la reconexión manual y remota del interruptor de vacío (210). Adicionalmente, la verificación y reprogramación del software del dispositivo (100) puede ser realizada mediante el panel de control externo (900) a través del módulo de comunicaciones (720). La Figura 4 muestra una realización no limitativa del panel de control externo (900) de acuerdo con la presente invención en donde el panel de control externo (900) incluye un dispositivo de visualización en el que se muestran parámetros de estado del dispositivo (100). El panel de control también incluye un elemento de entrada de datos, por ejemplo, un teclado numérico, con el que se seleccionan los modos de operación del dispositivo (100), sus parámetros de configuración, y se definen las posibles instrucciones que se le dan, tales como apertura, cierre y lectura de eventos pasados.
[0064] El dispositivo (100) de acuerdo con la invención también puede incluir uno o más medios de señalización (500) con los que se muestra su estado. Estos medios de señalización (500) pueden ser indicadores luminosos (510), tales como LEDs, y/o indicadores mecánicos (520). Los indicadores mecánicos (520) según la invención aquí revelada consisten en un elemento opaco (521) dispuesto sobre una lámina (522) u otro material que contiene franjas de dos o más colores. Según sea el estado del dispositivo (100) (cerrado o abierto), el elemento opaco (521) o la lámina (522) se desplazan para que una o más de las franjas de colores queden cubiertas, de tal manera que las franjas restantes sean visibles a través de una ventanilla hacia el exterior del dispositivo (100). Los medios de señalización (500) sirven como mecanismos redundantes para que un operario pueda conocer el estado del dispositivo (100) en caso de que existan fallas en la electrónica del dispositivo (100), la comunicación o el panel de control.
[0065] En una realización, el elemento opaco (521) se desplaza sobre la lámina (522) para cubrir una o más de las franjas de colores, de tal manera que las franjas restantes sean visibles. En otra realización, el elemento opaco (521) mantiene su posición y la lámina (522) se desplaza de tal manera que una o más de las franjas de colores queden cubiertas por el elemento opaco (521) y las franjas restantes sean visibles.
[0066] Una realización preferida revela que el dispositivo (100) comprende un mecanismo de acople magnético (530) para accionar al menos uno de los indicadores mecánicos (520). Según esta realización, el elemento opaco (521) incluye un material magnético y su movimiento se debe al movimiento del mecanismo de acople magnético (530) ubicado en el lado posterior de la lámina (522). El mecanismo de acople magnético (530) está unido mecánicamente al eje (430), de tal manera que cuando el interruptor de vacío (210) se encuentra cerrado el eje (430) se encuentra en una posición elevada de manera que el elemento opaco (521) del indicador mecánico (520) se encuentra en una primera posición y se muestra un primer color de la lámina (522). De manera similar, cuando el interruptor de vacío (210) se encuentra abierto el eje (430) se encuentra en una posición baja de manera que el elemento opaco (521) del indicador mecánico (520) se encuentra en una segunda posición y se muestra un segundo color de la lámina (522). Las Figuras 5a y 5b muestran cómo el indicador mecánico (520) cambia su posición en función del estado del dispositivo (100).
[0067] Según otra realización, la lámina (522) contiene un material magnético cuyo movimiento se debe al movimiento del mecanismo de acople magnético (530) ubicado detrás del elemento opaco (521). El mecanismo de acople magnético (530) está unido mecánicamente al eje (430), de tal manera que cuando el interruptor de vacío (210) se encuentra cerrado el eje (430) se encuentra en una posición elevada de manera que la lámina (522) del indicador mecánico (520) se encuentra en una primera posición y se muestra un primer color de la lámina (522). De manera similar, cuando el interruptor de vacío (210) se encuentra abierto eje (430) se encuentra en una posición baja de manera que la lámina (522) del indicador mecánico (520) se encuentra en una segunda posición y se muestra un segundo color de la lámina (522). Las Figuras 5a y 5b muestran cómo el indicador mecánico (520) cambia su posición en función del estado del dispositivo (100).
[0068] La presente invención también revela que el dispositivo (100) se encuentra encerrado por una carcasa (810) compuesta de al menos dos partes independientes: una parte superior y una parte inferior. Según una realización de la invención, la carcasa (810) está hecha de un material polimérico que le brinda protección y resistencia al impacto. [0069] Para evitar daños asociados con los efectos del medio ambiente, la carcasa (810) se sella alrededor del dispositivo (100). Por lo tanto, y con el fin reducir las diferencias de presión y temperatura entre el interior y el exterior del dispositivo (100), la carcasa (810) puede incluir una válvula de liberación de presión (811) que permite regular la presión y la temperatura al interior del dispositivo (100). De manera preferida, la válvula de liberación de presión (811) permite igualar la presión y la temperatura al interior del dispositivo (100) con las condiciones atmosféricas. La Figura 6 muestra una realización preferida de la válvula de presión en la carcasa (810).
[0070] La presente invención revela además que el dispositivo (100) puede incluir un chasis interior (820) que soporta los elementos internos del dispositivo (100) y mantiene su alineación sin necesidad de depender de la carcasa (810) externa.
[0071] Además de los súper-capacitores (340) que almacenan energía eléctrica y dan autonomía al dispositivo (100), realizaciones preferidas revelan que el dispositivo (100) comprende una o más conexiones a una fuente externa de energía (600) la cual se selecciona del grupo que comprende: baterías externas y elementos de cosecha de energía, tales como paneles solares. Las una o más conexiones a una fuente externa de energía (610) permiten la operación del dispositivo (100) sin corriente de la línea, aun cuando los súper-capacitores (340) están descargados.
[0072] Cuando al menos una de las una o más fuentes de energía externa (600) corresponde a una batería externa, el dispositivo (100) incluye al menos una conexión un cargador externo (611) que consiste en puntos de contacto que sobresalen de la carcasa (810) y que son contraparte de las terminales del cargador externo (611). La instalación del cargador externo (611) puede efectuarse desde el suelo usando una pértiga sin necesidad de desinstalar o des-energizar el dispositivo (100). La carcasa (810) del dispositivo (100) actúa como guía para facilitar la instalación del cargador externo (611). Las terminales de carga del cargador externo (611) pueden tener una forma de gancho de tal manera que se facilite su instalación. La Figura 7 muestra una realización preferida y no limitativa del cargador externo (611) y su conexión al dispositivo (100).
[0073] Adicionalmente, la presente invención revela una conexión con un puerto de datos (724) que permite al dispositivo (100) establecer una conexión física con un panel de control externo (900) para la transferencia de datos, medidas eléctricas y señales de control. El panel de control externo (900) es cualquier dispositivo que permita enviar y recibir datos hacia y desde el dispositivo (100), por ejemplo un computador, una interfaz hombre-máquina (IHM), un equipo de pruebas, o un dispositivo móvil como un smartphone. La conexión entre el dispositivo (100) y el panel de control externo (900) a través del puerto de datos (724) permite también la reconexión manual del interruptor de vacío (210), así como la verificación y reprogramación del software del dispositivo (100). El puerto de datos (724) se encuentra embebido en la carcasa (810) para que un operario pueda conectar el medio externo con facilidad. De acuerdo con una modalidad preferida, el puerto de datos (724) es un puerto IP67.
[0074] Con el fin de mejorar la conexión entre el dispositivo (100) y la base intercambiable (150) y además proveer seguridad ante eventos de hurto y vandalismo, la invención aquí descrita revela puntos de conexión eléctrica (830) integrados en los contactos superior y/o inferior del dispositivo (100) que permiten hacer una conexión eléctrica adicional entre el dispositivo (100) y la base intercambiable (150). Estos puntos de conexión reducen la resistencia de contacto entre el dispositivo (100) y la base intercambiable (150). Los puntos de conexión eléctrica (830) incluyen conectores estándar a los cuales se puede conectar un primer extremo de un conductor de manera que, cuando el segundo extremo del conductor se conecte a la base intercambiable (150), el camino eléctrico entre el dispositivo (100) y la base intercambiable (150) se reduzca. De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, los puntos de conexión eléctrica (830) permiten conectar cables entre el dispositivo (100) y la base intercambiable (150). [0075] La Figura 8 muestra una realización preferida en donde los conectores superior e inferior que conectan el dispositivo (100) con la base intercambiable (150) incluyen los puntos de conexión eléctrica (830) que permiten conectar un cable entre el dispositivo (100) y la base intercambiable (150).
[0076] De acuerdo con una realización preferida, el dispositivo (100) incluye puntos de conexión eléctrica (830) únicamente el en contacto inferior, es decir, junto al pivote con el que el dispositivo (100) bascula sobre la base intercambiable (150). Otra realización revela que el dispositivo (100) incluye puntos de conexión eléctrica (830) únicamente en el contacto superior, es decir, junto al contacto con el que el dispositivo (100) se ajusta a la base intercambiable (150). De acuerdo con otra realización, el dispositivo (100) incluye puntos de conexión eléctrica (830) en ambos contactos con la base intercambiable (150).
[0077] Cuando el dispositivo (100) incluye al menos un punto de conexión eléctrica (830) para conectarse con el contacto superior de la base intercambiable (150), el dispositivo (100) comprende además un mecanismo de desconexión (840) que permite deshacer esta conexión con el fin de eliminar las ataduras mecánicas que eviten que el dispositivo caiga y bascule sobre el pivote cuando se necesita efectuar una desconexión visible. Este mecanismo de desconexión (840) puede ser activado de manera remota mediante el panel de control (900) o manualmente por un operario usando una pértiga u otro elemento adecuado.

Claims

CAPÍTULO REIVINDICATORIO
1. Dispositivo (100) para la interrupción y reconexión automática de circuitos de media tensión para instalación en bases intercambiables, caracterizado porque comprende:
un interruptor de vacío (210); un actuador electromagnético (220) conectado mecánicamente al contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210); un mecanismo de amortiguación (420) dispuesto de tal manera que actúa en contra de la inercia del actuador electromagnético (220) durante la apertura y el cierre del dispositivo (100); un mecanismo tensor (410) conectado mecánicamente al contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210); uno o más conductores flexibles (310) conectados en serie entre el contacto móvil (211) del interruptor de vacío (210) y la línea de media tensión; uno o más sensores de corriente (320), cada uno rodeando los uno o más conductores flexibles (310); uno o más transformadores de corriente (330), cada uno rodeando los uno o más conductores flexibles (310); uno o más súper-capacitores (340); y un módulo de control (710); en donde: los uno o más sensores de corriente (320) y los uno o más transformadores de corriente (330) están dispuestos de tal manera que la corriente de la línea induce en ellos una corriente eléctrica; la señal inducida en los uno o más sensores de corriente (320) es empleada para establecer si se requiere la apertura de los contactos (211, 212) del interruptor de vacío (210); la señal inducida en los uno o más transformadores de corriente (330) es empleada para alimentar el dispositivo (100); el módulo de control (710) efectúa de manera automática la apertura del circuito luego de un primer tiempo que depende de las características de la corriente de falla medida por los uno o más sensores de corriente (320); y el módulo de control (710) efectúa de manera automática la reconexión del circuito luego de un segundo tiempo que depende de las características de la corriente de falla medida por los uno o más sensores de corriente (320) y la configuración del dispositivo (100).
2. El dispositivo (100) de acuerdo con la Reivindicación 1 caracterizado porque el interruptor de vacío (210), el actuador electromagnético (220), el mecanismo de amortiguación (420) y el mecanismo tensor (410) están dispuestos coaxialmente y unidos mecánicamente mediante un eje (430).
3. El dispositivo (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende un sensor de voltaje (321a) o campo eléctrico (321b) que permite detectar la presencia de tensión en la línea, medir su frecuencia, impedancia, factor de potencia y dirección de flujo de corriente.
4. El dispositivo (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el módulo de control (710) comanda al actuador electromagnético (220) mediante una señal modulada por ancho de pulso (PWM) con la cual se regula la velocidad de apertura y cierre de los contactos (211, 212) del interruptor de vacío (210).
5. El dispositivo (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende un capacitor de disparo (350) con el que se opera el actuador electromagnético (220).
6. El dispositivo (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el actuador electromagnético (220) está dispuesto de tal manera que ejerce una fuerza en la dirección de cierre del interruptor de vacío (210), y el mecanismo tensor (410) está dispuesto de tal manera que favorece la apertura del interruptor de vacío (210).
7. El dispositivo (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende un componente limitador de desplazamiento (440).
8. El dispositivo (100) de acuerdo con la Reivindicación 7 en donde el componente limitador de desplazamiento (440) es un polímero termoplástico.
9. El dispositivo (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende un circuito de inversión de polaridad (734) que invierte la polaridad de la corriente que acciona el actuador electromagnético (220).
10. El dispositivo (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende un sensor de distancia (322) con el que se mide la posición relativa de los contactos del interruptor de vacío (210).
11. El dispositivo (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende un sensor de final de carrera (323) con el que se determina que el contacto móvil (211) ha alcanzado su recorrido máximo.
12. El dispositivo (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende uno o más medios de señalización (500) con los que se muestra el estado del dispositivo (100).
13. El dispositivo (100) de acuerdo con la Reivindicación 12 en donde al menos uno de los uno o más medios de señalización (500) es un indicador luminoso (510).
14. El dispositivo (100) de acuerdo con la Reivindicación 12 en donde al menos uno de los uno o más medios de señalización (500) es un indicador mecánico (520) conectado mecánicamente a un mecanismo de acople magnético (530), en donde: el indicador mecánico (520) consiste en un elemento opaco (521) dispuesto sobre una lámina (522) que contiene franjas de dos colores, en donde:
según sea el estado del dispositivo (100), el elemento opaco (521) se desplaza sobre la lámina (522) para cubrir las franjas de un color de tal manera que las franjas restantes sean visibles,
el mecanismo de acople magnético (530) está unido mecánicamente al eje (430), en donde:
cuando el interruptor de vacío (210) se encuentra cerrado el elemento opaco (521) del indicador mecánico (520) se encuentra en una primera posición y se muestra un primer color de la lámina (522); y
cuando el interruptor de vacío (210) se encuentra abierto el elemento opaco (521) del indicador mecánico (520) se encuentra en una segunda posición y se muestra un segundo color de la lámina (522).
15. El dispositivo (100) de acuerdo con la Reivindicación 12 en donde al menos uno de los uno o más medios de señalización (500) es un indicador mecánico (520) conectado mecánicamente a un mecanismo de acople magnético (530), en donde: el indicador mecánico (520) consiste en un elemento opaco (521) dispuesto sobre una lámina (522) que contiene franjas de dos colores, en donde:
según sea el estado del dispositivo (100), la lámina (522) se desplaza de tal manera que las franjas de un color queden cubiertas por el elemento opaco
(521) y las franjas restantes sean visibles,
el mecanismo de acople magnético (530) está unido mecánicamente al eje (430), en donde:
cuando el interruptor de vacío (210) se encuentra cerrado la lámina
(522) del indicador mecánico (520) se encuentra en una primera posición y se muestra un primer color de la lámina (522); y cuando el interruptor de vacío (210) se encuentra abierto la lámina (522) del indicador mecánico (520) se encuentra en una segunda posición y se muestra un segundo color de la lámina (522).
16. El dispositivo (100) de acuerdo con las reivindicaciones anteriores que además comprende una conexión a una fuente externa de energía (610).
17. El dispositivo (100) de acuerdo con la Reivindicación 17 en donde la fuente externa de energía (600) se selecciona del grupo que comprende: baterías externas y elementos de cosecha de energía.
18. El dispositivo (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende un módulo de comunicaciones (720) que permite la comunicación con un panel de control externo (900).
19. El dispositivo (100) de acuerdo con la Reivindicación 18 en donde el módulo de comunicaciones (720) incluye uno o más módulos de radiofrecuencia (721).
20. El dispositivo (100) de acuerdo con las Reivindicaciones 18 o 19 en donde el módulo de comunicaciones (720) incluye uno o más módulos para redes celulares (722a) y/o uno o más módulos para redes de radio (722b).
21. El dispositivo (100) de acuerdo con las reivindicaciones anteriores que además comprende una carcasa (810) la cual comprende una válvula de liberación de presión (820) que permite regular la presión y la temperatura al interior del dispositivo (100).
22. El dispositivo (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende un elemento aislante (360) que aísla eléctricamente los contactos de los circuitos electrónicos del dispositivo (100).
23. El dispositivo (100) de acuerdo con la Reivindicación 22 en donde el elemento aislante (360) está hecho de un polímero termoplástico.
24. El dispositivo (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende un puerto de datos (724) que permite al dispositivo (100) establecer una conexión física con un panel de control externo (900) para la transferencia de datos, medidas eléctricas y señales de control, la reconexión manual del interruptor de vacío (210), y la verificación y reprogramación del software del dispositivo (100).
25. El dispositivo (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende puntos de conexión eléctrica (830) integrados en los contactos superior y/o inferior del dispositivo (100) que permiten hacer una segunda conexión eléctrica entre el dispositivo (100) y la base intercambiable (150).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210318393A1 (en) * 2020-04-10 2021-10-14 Hamilton Sundstrand Corporation Differential protection scheme
US20220102974A1 (en) * 2020-09-30 2022-03-31 S&C Electric Company Transformer for underground radial loop network

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114664542B (zh) * 2022-05-23 2022-11-25 深圳市斯比特电子有限公司 一种双节点安全保护的电动车用充电桩变压设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3662220A (en) * 1959-03-19 1972-05-09 Mc Graw Edison Co Time delay device
US5117325A (en) * 1990-01-23 1992-05-26 Cooper Industries, Inc. Controllable recloser for power line
EP0580285A2 (en) * 1992-07-20 1994-01-26 Gec Alsthom Limited Auto-reclosers
US20020179571A1 (en) * 2001-06-01 2002-12-05 Hubbell Incorporated. Electrical circuit interrupting device
EP1949516B1 (en) * 2005-10-27 2014-05-14 S & C Electric Company Circuit testing closer apparatus and method with in-rush current awareness

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB490518A (en) * 1936-12-14 1938-08-15 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in electrical switchgear
GB580285A (en) * 1944-06-06 1946-09-03 Vincent Anthony Fox Improvements in and relating to means for regulating the fuel supply to internal combustion engines
US3792213A (en) 1970-10-30 1974-02-12 Westinghouse Electric Corp High-voltage circuit interrupter incorporating series vacuum interrupter elements
US5097379A (en) 1988-05-17 1992-03-17 Walton John F Automatic or manual circuit restoration apparatus after a prescribed time delay
US5390231A (en) 1993-04-01 1995-02-14 Northern Telecom Limited Protection and recovery of telephone line interface circuits
US5629869A (en) 1994-04-11 1997-05-13 Abb Power T&D Company Intelligent circuit breaker providing synchronous switching and condition monitoring
KR100199554B1 (ko) 1996-05-18 1999-06-15 김일동 송전선 보호계전시스템에서의 가변 무전압시간 자동재폐로 장치 및 그 방법
FR2764431B1 (fr) * 1997-06-04 1999-07-09 Gec Alsthom T & D Sa Methode de controle et diagnostic du fonctionnement d'un appareillage electrique a haute tension
US7495574B2 (en) 2004-09-03 2009-02-24 Cooper Technologies Company Electrical system controlling device with wireless communication link
CN101138139A (zh) 2005-01-04 2008-03-05 科技研究公司 漏电流检测和中断电路
US20080088992A1 (en) 2005-11-14 2008-04-17 Jp Nolan & Company Ground fault circuit interrupt device
BRPI0619363B1 (pt) * 2005-11-28 2018-05-22 S & C Electric Co. Dispositivo de religamento de interrupção de falha
CN201584355U (zh) 2009-12-17 2010-09-15 湖南雁能森源电力设备有限公司 智能永磁真空断路器
US8810979B2 (en) 2010-03-09 2014-08-19 Siemens Industry, Inc. Method and apparatus for supervisory circuit for ground fault circuit interrupt device
US8973519B2 (en) * 2011-08-12 2015-03-10 Thomas & Betts International, Inc. Recloser position indicator
CN104541353B (zh) 2012-05-07 2017-03-22 施恩禧电气公司 脱离重合器
GB201209110D0 (en) 2012-05-24 2012-07-04 Alstom Technology Ltd Method of fault clearance
CN103236372B (zh) 2013-04-03 2015-11-18 南京因泰莱配电自动化设备有限公司 一种基于pwm单稳态真空断路器永磁操动机构控制方法及其装置
CN104283307B (zh) 2014-10-29 2016-09-14 国家电网公司 智能营配一体化高压开关
US11031189B2 (en) * 2018-01-17 2021-06-08 Chao Huang Aqueous hybrid super capacitor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3662220A (en) * 1959-03-19 1972-05-09 Mc Graw Edison Co Time delay device
US5117325A (en) * 1990-01-23 1992-05-26 Cooper Industries, Inc. Controllable recloser for power line
EP0580285A2 (en) * 1992-07-20 1994-01-26 Gec Alsthom Limited Auto-reclosers
US20020179571A1 (en) * 2001-06-01 2002-12-05 Hubbell Incorporated. Electrical circuit interrupting device
EP1949516B1 (en) * 2005-10-27 2014-05-14 S & C Electric Company Circuit testing closer apparatus and method with in-rush current awareness

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210318393A1 (en) * 2020-04-10 2021-10-14 Hamilton Sundstrand Corporation Differential protection scheme
US20220102974A1 (en) * 2020-09-30 2022-03-31 S&C Electric Company Transformer for underground radial loop network
US11811213B2 (en) * 2020-09-30 2023-11-07 S&C Electric Company Transformer for underground radial loop network

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