BRPI0614438A2 - conector de interrupção de carga separável e sistema com batente para fechamento com defeito absorvedor de choque - Google Patents

Abstract

CONECTOR DE INTERRUPçAO DE CARGA SEPARAVEL E SISTEMA COM BATENTE PARA FECHAMENTO COM DEFEITO ABSORVEDOR DE CHOQUE Um conector de interrupção de carga separável inclui um conector que tem um tubo de contato com uma passagem axial através dali e um membro de contato montado de forma deslizante dentro da passagem axial e móvel ali durante uma condição de fechamento com defeito. O membro de contato é axialmente móvel dentro da passagem com a assistência de um gás de resfriamento brusco de arco durante a condição de fechamento com defeito, e um elemento de batente absorvedor de choque é montado no tubo de contato e limita um movimento do membro de contato na condição de fechamento com defeito.

Description

CONECTOR DE INTERRUPÇÃO DE CARGA SEPARÃVEL E SISTEMA COMBATENTE PARA FECHAMENTO COM DEFEITO ABSORVEDOR DE CHOQUE

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A invenção se refere geralmente a conectores de cabopara sistemas de potência elétrica e, mais particularmente,a sistemas de conector de interrupção de carga isoladoseparável para uso com sistemas de distribuição de carga.

A potência elétrica tipicamente é transmitida a partirde subestações através de cabos, os quais interconectamoutros cabos e aparelhos elétricos em uma rede dedistribuição de potência. Os cabos tipicamente sãoterminados em buchas que podem passar através de paredes deequipamento de carcaça de metal, tais como capacitores,transformadores ou equipamentos de comutação.

Os conectores de interrupção de carga separáveispermitem uma conexão ou desconexão dos cabos ao aparelhoelétrico para serviços, reparos ou expansão de um sistemade distribuição elétrico. Esses conectores tipicamenteincluem um tubo de contato circundado por um isolamentoelastomérico e uma blindagem de aterramento semicondutora.

Um pistão de contato está localizado no tubo de contato, eum contato fêmea tendo garras de contato é acoplado aopistão. Um interruptor de arco, uma armadilha de gás e umablindagem de arco também são montados no tubo de contato.

As garras de contato fêmea são encaixadas de formacombinada com um contato macho energizado de uma bucha decombinação, tipicamente um conector de joelho, para conexãoou desconexão dos cabos de potência do aparelho. 0 pistão émóvel dentro do tubo de contato para precipitar ofechamento dos contatos macho e fêmea e, assim, extinguirqualquer arco criado, conforme eles forem encaixados.

Esses conectores são operáveis em condições de"estabelecimento de carga", "interrupção de carga" e"fechamento com defeito". Um fechamento com defeito envolvea junção de elementos de contato macho e fêmea, umenergizado e ou outro encaixado com uma carga que tem umdefeito, tal como uma condição de curto-circuito. Emcondições de fechamento com defeito, uma formação de arcosubstancial ocorre entre os elementos de contato macho efêmea, conforme eles se aproximarem um do outro e até queeles sejam unidos em encaixe mecânico e elétrico.

Consideravelmente mais gás de resfriamento brusco de arco eassistência mecânica são requeridos para extinção do arcoem uma condição de fechamento com defeito do que emcondições de estabelecimento de carga e interrupção decarga, e é conhecido o uso de um gás de resfriamento bruscode arco para ajudar na aceleração dos elementos de contatomacho e fêmea para encaixe, desse modo se minimizando otempo de formação de arco. Um batente de pistão rígidotipicamente é provido no tubo de contato para limitação domovimento do pistão, conforme ele for dirigido para frentedurante condições de fechamento com defeito em direção aocontato de combinação.

Foi observado, contudo, que uma força considerávelpode ser gerada, quando o pistão se encaixar no batente depistão, e, em certos casos, a força pode ser suficientepara desalojamento dos contatos de garra fêmea do tubo decontato, levando a uma falha de fechamento com defeito e acondições sustentadas de formação de arco e a riscos.

Adicionalmente, um fechamento apropriado do conector édependente da instalação apropriada e da posição do batentede pistão, ambas as quais estando sujeitos a erro humano namontagem e/ou na instalação do conector e ambas as quaispodendo resultar em uma falha de fechamento com defeito e acondições perigosas. Seria desejável evitar estas e outrasquestões de confiabilidade nos conectores de interfaceseparáveis existentes.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com uma modalidade de exemplo, um conectorde interrupção de carga separável é provido. O conectorcompreende um tubo de contato que tem uma passagem axialatravés dali, e um membro de contato montado de formadeslizante na passagem axial e móvel ali durante umacondição de fechamento com defeito. 0 membro de contato éaxialmente móvel dentro da passagem com a assistência de umgás de resfriamento brusco de arco durante a condição defechamento com defeito, e um elemento de batente absorvedorde choque é montado no tubo de contato e limitando omovimento do membro de contato na condição de fechamentocom defeito.

De acordo com uma outra modalidade de exemplo, umconector de interrupção de carga para estabelecimento ouinterrupção de uma conexão de voltagem média com um contatomacho de um conector de combinação em uma rede dedistribuição de potência é provido. 0 conector deinterrupção de carga separável compreende um tubo decontato condutivo que tem uma passagem axial através dali,um isolamento elastomérico circundando o tubo de contato,um pistão condutivo disposto na passagem e deslocável alicom a assistência de um gás de resfriamento brusco de arco,um membro de contato fêmea de interrupção de carga montadoestacionário no pistão, um interruptor de arco adjacente aomembro de contato fêmea e móvel com ele, e uma ponteira nãocondutiva acoplada ao tubo de contato e incluindo um anelde batente integralmente formado em uma extremidade damesma. 0 anel de batente limita um movimento do pistão emrelação ao tubo de contato em uma condição de fechamentocom defeito.

De acordo com uma outra modalidade de exemplo, umconector de interrupção de carga separável compreende ummeio de passagem para a definição de uma passagem decontato axial e um meio de interrupção de carga, localizadona passagem de contato axial, para o estabelecimento ou ainterrupção de uma conexão elétrica energizada em uma redede distribuição de potência. Meios de posicionamento sãoprovidos, acoplados ao meio de interrupção de carga, paradeslocamento axial do meio de interrupção de carga com apassagem de contato. Meios de assistência são providos,acoplados aos meios de posicionamento, para deslocamentodos meios de posicionamento durante uma condição defechamento com defeito. Um meio interruptor de arco éprovido, adjacente ao meio de interrupção de carga e móvelcom ele, para resfriamento brusco de um arco elétricodurante condições de estabelecimento de carga e interrupçãode carga, e meios de batente são conectados aos meios depassagem para a absorção do impacto dos meios deposicionamento, quando o meio de posicionamento fordeslocado na passagem por uma quantidade predeterminada.

De acordo com uma outra modalidade de exemplo, umsistema de conector de interrupção de carga separável parao estabelecimento ou a ruptura de uma conexão energizada devoltagem média em uma rede de distribuição de potência éprovido. O sistema compreende um conector macho que tem umcontato macho e um conector de interrupção de carga fêmea.

O conector fêmea compreende um tubo de contato condutivoque tem uma passagem axial através dali, um isolamentoelastomérico que circunda o tubo de contato, um pistãocondutivo disposto na passagem, e um membro de contatofêmea de interrupção de carga montado estacionário nopistão e configurado para receber o contato macho, quandoos conectores macho e fêmea forem combinados. O membro decontato fêmea e o pistão são axialmente deslocáveis dentroda passagem de contato em direção ao contato macho, devidoa uma pressão acumulada de um gás de resfriamento brusco dearco, quando os conectores macho e fêmea forem combinadosum com o outro em uma condição de fechamento com defeito.Um interruptor de arco é adjacente ao membro de contatofêmea e móvel com ele, e um elemento de batente absorvedorde choque é configurado para a absorção do impacto dopistão, durante a condição de fechamento com defeito esubstancialmente impedir um deslocamento do pistão além deuma distância predeterminada dentro do tubo de contato.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista em seção transversallongitudinal de um sistema de conector de interrupção decarga separável conhecido.

A Figura 2 é uma vista em seção transversal aumentadade um conector de contato fêmea conhecido que pode serusado no sistema mostrado na Figura 1.

A Figura 3 é uma vista em seção transversal de umconector fêmea de acordo com a presente invenção em umaposição de operação normal.

A Figura 4 é uma vista em seção transversal doconector fêmea mostrado na Figura 3 em uma posição defechamento com defeito.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A Figura 1 é uma vista em seção transversallongitudinal de um sistema de conector de interrupção decarga separável 100, cujo tipo pode ser empregado com umconector de acordo com a presente invenção, enquanto seevitam questões de confiabilidade de conectores separáveisconhecidos, conforme explicado abaixo.

Conforme mostrado na Figura 1, o sistema 10 0 inclui umconector macho 102 e um conector fêmea 104 para oestabelecimento ou a interrupção de uma conexão energizadaem uma rede de distribuição de potência. 0 conector fêmea104 pode ser, por exemplo, uma inserção de bucha ou umconector conectado a um aparelho elétrico, tal como umcapacitor, um transformador, um equipamento de comutaçãopara conexão a uma rede de distribuição de potência atravésde um cabo (não mostrado). Os conectores macho e fêmea 102,104 respectivamente se encaixam e desencaixam um no outropara a obtenção de uma conexão ou desconexão elétrica parae a partir da rede de distribuição de potência.

Embora o conector macho 102 seja ilustrado como umconector de joelho na Figura 1, e embora o conector fêmea104 seja ilustrado como uma inserção de bucha, écontemplado que os conectores macho e fêmea podem ser deoutros tipos e configurações em outras modalidades. Adescrição e as figuras estabelecidas aqui são estabelecidaspara fins ilustrativos apenas, e as modalidades ilustradassão apenas uma configuração de exemplo que concretiza osconceitos inventivos da presente invenção.

Em uma modalidade de exemplo, e conforme mostrado naFigura 1, o conector macho 102 pode incluir um alojamentoelastomérico 110 de um material, tal como borracha de EPDM(dieno monômero de etileno - propileno) , a qual é providaem sua superfície externa com uma camada de blindagemcondutiva 112, a qual é conectada a um aterramentoelétrico. Uma extremidade de um elemento de contato machoou sonda 114, de um material tal como cobre, estende-se apartir de um contato de condutor 114 no alojamento 110 paraum recesso em formato de taça 118 do alojamento 110. Umseguidor de arco 120 de material ablativo, tal como umaresina de copolímero de cetal carregada com melaminafinamente dividida em um exemplo, estende-se a partir deuma extremidade oposta do elemento de contato macho 114. 0material ablativo pode ser moldado por injeção em um pinode reforço de fibra de vidro ligado com epóxi 122. Umrecesso 124 é provido na junção entre uma haste de metal114 e um seguidor de arco 120. Uma abertura 126 é providaatravés da extremidade exposta de haste 114 para fins demontagem.

0 conector fêmea 104 pode ser uma inserção de buchacomposta por um conjunto de blindagem 130 que tem um corpoalongado que inclui uma luva eletricamente condutivainterna, rígida, metálica ou tubo de contato 13 2 que temuma ponteira não condutiva 134 presa a uma extremidade dotubo de contato 132, e um material de isolamentoelastomérico 136 circundando e ligado à superfície externado tubo de contato 132 e uma porção da ponteira 134. 0conector fêmea 104 pode ser elétrica e mecanicamentemontada em um poço de bucha (não mostrado) disposto noinvólucro de um transformador ou em um outro equipamentoelétrico.

Um conjunto de contato incluindo um contato fêmea 138tendo garras de contato defletíveis 14 0 é posicionadodentro do tubo de contato 132 e um interruptor de arco 14 2é provido próximo do contato fêmea 13 8.

Os conectores macho e fêmea 102, 104 são operáveis oucombináveis durante condições de "estabelecimento decarga", "interrupção de carga" e "fechamento com defeito".As condições de estabelecimento de carga ocorrem quando umdos elementos de contato, tal como o elemento de contatomacho 114, é energizado e o outro dos elementos de contato,tal como o elemento de contato fêmea 138, é encaixado comuma carga normal. Um arco de intensidade moderada bateentre os elementos de contato 114, 138, conforme eles seaproximarem um do outro e até uma junção sob condições deestabelecimento de carga. As condições de interrupção decarga ocorrem quando os elementos de contato macho e fêmeacombinados 114, 138 são separados, quando energizados esuprindo potência para uma carga normal. Uma formação dearco de intensidade moderada ocorre de novo entre oselementos de contato 114, 138 a partir do ponto deseparação dos mesmos até eles serem um pouco removidos umdo outro. As condições de fechamento com defeito ocorremquando os elementos de contato macho 114, 138 sãocombinados com um dos contatos estando energizado e o outroestando encaixado com uma carga tendo um defeito, tal comouma condição de curto-circuito. Uma formação de arcosubstancial ocorre entre os elementos de contato 114, 138em condições de fechamento com defeito, conforme oselementos de contato se aproximando um do outro foremunidos. De acordo com conectores conhecidos, um gás deresfriamento brusco de arco é empregado para aceleração docontato fêmea 13 8 na direção do elemento de contato macho140, conforme os conectores 102, 104 forem encaixados,desse modo se minimizando o tempo de formação de arco e ascondições perigosas.

A Figura 2 ilustra um conector fêmea típico 150 quepode ser usado no sistema elétrico 100 no lugar do conectorfêmea 104 mostrado na Figura 1. Como o conector 104, oconector fêmea 150 inclui um corpo alongado que inclui umaluva eletricamente condutiva interna rígida, metálica outubo de contato 152 que tem uma ponteira não condutiva 154presa a uma extremidade do tubo de contato 152, e ummaterial de isolamento elastomérico 156 circundando eligado à superfície externa do tubo de contato 152 e umaporção da ponteira 154.

Um conjunto de contato inclui um pistão 158 e umelemento de contato fêmea 160 tendo garras de contatodefletíveis 162 é posicionado dentro do tubo de contato 152e um interruptor de arco 164 é provido próximo do contatofêmea 160. O pistão 158, o elemento de contato fêmea 160 eo interruptor de arco 164 são móveis ou deslocáveis aolongo de um eixo geométrico longitudinal do conector 15 0 nadireção da seta A em direção ao elemento de contato macho114 (Figura 1), durante uma condição de fechamento comdefeito. Para se evitar um movimento do contato fêmea 16 0além de uma quantidade predeterminada na condição defechamento com defeito, um anel de batente 166 é provido,tipicamente fabricado a partir de um aço endurecido ou deum outro material rígido. Conforme mencionado previamente,contudo, a força considerável que pode resultar quando opistão 158 impacta o anel de batente 166 pode levar a umafalha de fechamento com defeito e a condições de operaçãoindesejáveis, se a força de impacto for suficiente paraseparar o contato fêmea 160 do tubo de contato 150.

Adicionalmente, a confiabilidade do fechamento com defeitodo conector 15 0 é dependente de uma instalação apropriada eda posição do anel de batente 16 6, durante a montagem e ainstalação do conector, dando origem a questões deconfiabilidade no campo, conforme os conectores foremempregados.

As Figuras 3 e 4 ilustram um conector de interrupçãode carga separável 200 de acordo com a presente invenção emuma condição de operação normal e em uma condição defechamento com defeito, respectivamente. O conector 200pode ser usado no sistema de conector 100 no lugar doconector 104 (Figura 1) ou do conector 150 (Figura 2) ,enquanto se evitam as questões mencionadas anteriormente deconfiabilidade e falhas de fechamento com defeito às quaisos conectores conhecidos são suscetíveis.

O conector 200 pode ser, por exemplo, uma inserção debucha ou um conector conectado a um aparelho elétrico, talcomo um capacitor, um transformador, ou um equipamento decomutação para conexão à rede de distribuição de potência.Em uma modalidade de exemplo, o conector 200 inclui um tubode contato condutivo 202, uma ponteira não condutiva 204presa a uma extremidade do tubo de contato 202, um materialde isolamento elastomérico 206, tal como uma borracha deEPDM, circundando e ligada à superfície externa do tubo decontato 202 e uma porção da ponteira 204. Uma blindagem deaterramento semicondutora 2 08 se estende por uma porção doisolamento 206.

Em uma modalidade, o tubo de contato 2 02 pode sergeralmente cilíndrico e pode ter um orifício central oupassagem 209 se estendendo axialmente através dali. 0 tubode contato 2 02 tem uma extremidade interna 210 com umdiâmetro interno reduzido, e a extremidade 210 pode serroscada para conexão a um estojo de um poço de bucha (nãomostrado) de um aparelho elétrico, de uma maneiraconhecida. Uma extremidade externa aberta 212 do tubo decontato 2 02 inclui um rebordo ou uma ranhura de engateanular dirigido para dentro 214, que recebe e retém umflange de engate 216 da ponteira 204.

Em uma modalidade, o tubo de contato condutivo 2 02atua como uma blindagem de potencial igual em torno doconjunto de contato 220 disposto na passagem 209 do tubo202. A blindagem de potencial igual impede uma tensão do ardentro do tubo 202 e impede espaços de ar de se formarem emtorno do conjunto de contato 22 0, desse modo evitando umainvasão de ar dentro do tubo, durante uma operação normal.

Embora se acredite que um tubo de contato condutivo 2 02seja vantajoso, é reconhecido que, em outras modalidades,um tubo de contato não condutivo pode ser empregado, quedefine uma passagem para os elementos de contato.

O conjunto de contato 22 0 pode incluir um pistãocondutivo 222, um conector fêmea 224, um alojamento deextintor de arco tubular 226, e um extintor de arco degeração de gás de resfriamento brusco de arco ouinterruptor 228. 0 conjunto de contato 220 é dispostodentro da passagem 209 do tubo de contato 202. O pistão 222geralmente é cilíndrico ou tubular em uma modalidade deexemplo e se conforma ao formato geralmente cilíndrico dapassagem interna 209.

0 pistão 222 inclui um orifício axial e é internamenteroscado para se encaixar em roscas externas de uma porçãode fundo 228 do contato fêmea 224 e montar de forma fixa ouprender o contato fêmea 224 ao pistão 222 de uma maneiraestacionária. O pistão 222 pode ser recartilhado em tornode sua superfície circunferencial para prover um encaixecom mordida com atrito com o tubo de contato 2 02 paragarantir um contato elétrico entre eles, para a provisão deresistência a um movimento até uma pressão de gás deresfriamento brusco de arco suficiente ser obtida em umacondição de fechamento com defeito. Uma vez que pressão degás de resfriamento brusco de arco suficiente sejarealizada, o pistão é posicionável ou deslizável napassagem 209 do tubo de contato 2 02 para deslocaraxialmente o conjunto de contato 22 0 na direção da seta Bpara uma posição de fechamento com defeito, conformemostrado na Figura 4. Mais especificamente, o pistão 222posiciona o contato fêmea 224 com respeito ao tubo decontato 2 02 durante condições de fechamento com defeito.

O contato fêmea 224 é um elemento de contato deinterrupção de carga geralmente cilíndrico em umamodalidade de exemplo e pode incluir uma pluralidade degarras de contato que se projetam axialmente 23 0 seestendendo a partir dali. As garras de contato 230 podemser formadas pela provisão de uma pluralidade de fendas 232espaçadas de forma azimutal em torno de uma extremidade docontato fêmea 224. As garras de contato 230 são defletíveispara fora, quando encaixadas com o elemento de contatomacho 114 (Figura 1) de um conector de combinação para seencaixarem de forma resiliente nas superfícies externas doelemento de contato macho.

O extintor de arco 228 em uma modalidade de exemplo égeralmente cilíndrico e construído de uma maneiraconhecida. O alojamento de extintor de arco 226 é fabricadoa partir de um material não condutor ou de isolamento, talcomo um plástico, e o alojamento de extintor de arco 226pode ser moldado em torno do extintor de arco 228. Comoaqueles na técnica apreciarão, o interruptor de arco 228gera um gás de resfriamento brusco de arco de desionizaçãodentro da passagem 209, cujo acúmulo de pressão supera aresistência a um movimento do pistão 222 e faz com que oconjunto de contato 220 se acelere, na direção da seta B,em direção à extremidade aberta 212 do tubo de contato 202para encaixar mais rapidamente o elemento de contato fêmea224 no elemento de contato macho 114 (Figura 1) . Assim, omovimento do conjunto de contato 220 nas condições defechamento com defeito é assistido pela pressão de gás deresfriamento brusco de arco.

Em uma modalidade de exemplo, o alojamento de extintorde arco 22 6 inclui roscas internas em uma extremidadeinterna 232 do mesmo, que se encaixam em roscas externas docontato fêmea 224 adjacente ao pistão 222. Na fixação doalojamento de extintor de arco 226 ao contato fêmea 224, oextintor de arco 228 e o contato fêmea 224 se movera comouma unidade dentro da passagem 209 do tubo de contato 202.

A ponteira 204 é fabricada a partir de um material nãocondutivo e pode ser geralmente tubular ou cilíndrica emuma modalidade de exemplo. A ponteira 204 é adaptada naextremidade aberta 212 do tubo de contato 202, e se estendeem contato com a superfície interna do tubo de contato 202.Uma nervura externa ou flange 216 é adaptado na ranhuraanular 214 do tubo de contato 202, desse modo retendo deforma firme a ponteira 204 ao tubo de contato 202.

Um elemento de batente na forma de um anel de batente240 é integralmente formado com a ponteira 204 em umaextremidade 242 da mesma, e pode ser afunilado naextremidade 242, conforme mostrado na Figura 3. O anel debatente 240 se estende para a passagem 209 do tubo decontato 202 e se volta para o pistão 222 e,conseqüentemente, obstrui fisicamente o percurso do pistão222, conforme ele for deslocado ou movido de uma maneiradeslizante na direção da seta B, durante condições defechamento com defeito. Daí, conforme o pistão 222 se moverna direção da seta B, ele eventualmente baterá no anel debatente 240. Em uma modalidade de exemplo, o anel debatente 240 se estende em torno de e ao longo dacircunferência plena da ponteira tubular 204 e se voltapara o pistão 222, de modo que o pistão 222 se encaixe noanel de batente 240 através de sua circunferência plena. Aextremidade afunilada 242 reduz a resistência estrutural doanel de batente 240 no ponto de impacto.

O anel de batente 240, em conjunto com o restante da30 ponteira 204, pode ser fabricado a partir de um materialnão rígido, compressível, ou absorvedor de choque, queabsorva as forças de impacto quando o pistão 222 bater noanel de batente 24 0, enquanto limita ou restringe ummovimento do pistão 222 além de uma posição predeterminadaou especificada dentro do tubo de contato 202. Em outraspalavras, o anel de batente 24 0 impedirá um movimento dopistão 222 em relação ao tubo de contato 202 além dalocalização geral do anel de batente 240. Com o anel debatente absorvendo choque 24 0, as forças de impacto dopistão 222 são substancialmente isoladas e absorvidas noanel de batente 240, diferentemente de conectoresconhecidos tendo batentes de pistão rígidos que distribuemas forças de impacto para o restante da montagem, eespecificamente para o tubo de contato. Pela absorção doimpacto do pistão com o anel de batente 24 0, é muito menosprovável que forças de impacto separem o contato fêmea 224e as garras de contato 230 do tubo de contato, desse modose evitando uma falha de fechamento com defeito associada.

Alternativamente, o impacto do pistão com o anel debatente 24 0 pode ser absorvido pelo cisalhamento daponteira 2 04, total ou parcialmente, a partir do tubo decontato 202, tal como na interface dos flanges de ponteira216 e da ranhura anular 214 do tubo de contato. 0cisalhamento do material de ponteira absorve forças deimpacto e energia, quando o pistão 222 bater no anel debatente 240, e o material de isolamento resiliente 206 podese distender para manter a ponteira 2 04 e o tubo de contato202 em conjunto, absorvendo ainda a energia cinética e asforças de impacto, conforme o pistão 222 for levado a umaparada. Um rasgamento potencial do material de isolamento206 pode adicionalmente dissipar forças de impacto eenergia. Pontos de fraqueza ou áreas de área de seçãotransversal reduzida poderiam ser providos para facilitaçãodo cisalhamento e do rasgamento dos materiais delocalizações predeterminadas no conjunto.

Mais ainda, o impacto de pis tão com o anel de batente240 pode ser rompido, fissurado, estilhaçado, colapsado,esmagado ou deformado de outra forma dentro do tubo decontato 202 para a absorção das forças de impacto e daenergia.

É entendido que um ou mais dos recursos precedentes deabsorção de choque podem ser utilizados simultaneamentepara se levar o pistão 222 a uma parada durante condiçõesde fechamento com defeito. Istoé, uma absorção de choquepode ser obtida com combinações de materiais compressíveis,cisalhamento ou rasgamento de materiais, ou destruição oudeformação dos materiais utilizados no anel de batente 240e nos componentes associados.

Também, devido ao fato de o anel de batente 24 0 serintegralmente formado na ponteira 204, um anel de batenteprovido separadamente comum a conectores conhecidos, e osriscos associados de instalação ou montagem incorreta dobatente de pistão e do conector são substancialmenteevitados. Devido à integração do anel de batente 24 0 com aponteira 204 em uma construção unitária, pode serassegurado que o anel de batente 24 0 seja consistentementeposicionado em uma localização apropriada na passagem decontato 209 meramente pela instalação da ponteira 204 notubo de contato. Em uma modalidade de exemplo, e conformemostrado na Figura 3, o material de isolamento elastomêrico206 circunda e é ligado à superfície externa do tubo decontato 202 e a uma porção da ponteira 204, desse modo sefixando mais a ponteira 204 na posição apropriada emrelação ao tubo de contato 202.

Adicionalmente, pela integração do anel de batente 24 0na construção de ponteira, qualquer chance de esquecimentoda instalação do anel de batente é evitada, diferentementedos conectores conhecidos tendo anéis de batente providosseparadamente. Com a ponteira 204 e o anel de batente 240integrais, uma instalação da ponteira 204 garante ainstalação do anel de batente 240, e evita dificuldades deinspeção, ou mesmo impossibilidades, para se verificar apresença de anéis de batente providos separadamente que sãointernos à construção de conector e são obstruídos davista. Uma construção de conector mais simples e maisconfiável é provida, portanto, que é menos vulnerável a umamontagem incorreta, uma instalação ou mesmo uma omissão.

Embora se acredite que uma formação integral do anelde batente 240 e da ponteira 204 seja vantajosa, éreconhecido que o anel de batente 24 0 pode ser uma partenão integral da ponteira 204 em outras modalidades. Porexemplo, o anel de batente 24 0 poderia ser separadamentefabricado e provido a partir da ponteira 204, mas acopladode outra forma a ou montado na ponteira 2 04 para umposicionamento confiável do anel de batente 240, quando aponteira 204 for instalada. Como um outro exemplo, o anelde batente 24 2 poderia ser provido de outra forma einstalado no tubo de contato independentemente da ponteira204, enquanto ainda se proveria uma desaceleração de pistãode absorção de choque no tubo de contato.Ainda, em modalidades alternativas, o anel de batente240 pode se estender por menos do que a circunferênciaplena da ponteira 204, desse modo formando elementos debatente alternativos que se encaixam apenas em uma porçãoda face de pistão dentro da passagem de contato 209.Adicionalmente, mais de um elemento de batente de absorçãode choque, na forma de um anel ou de outro formato, poderiaser provido para encaixe em porções diferentes do pistão222, durante condições de fechamento com defeito. Maisainda, elementos de batente de absorção de choque podem seradaptados para se encaixarem no contato fêmea 224 ou em umaoutra parte do conjunto de contato 220, ao invés de nopistão 222, para se evitar uma extensão excessiva doconjunto de contato 220 a partir do tubo de contato 222.

Em uma modalidade de exemplo, o conector 200 é umabucha de interrupção de carga de 600 A, 21,1 kV L-G parauso com um equipamento de comutação ou um outro aparelhoelétrico em uma rede de distribuição de potência de mais de600 V. É apreciado, contudo, que os conceitos de conectordescritos aqui poderiam ser usados em outros tipos deconectores e em outros tipos de sistemas de distribuição,tais como sistemas de alta voltagem, nos quais batentes deconjunto de contato absorvedor de choque sejam desejáveis.

O conector 200 é operável conforme se segue. A Figura3 ilustra o conector fêmea 200 em uma posição de operaçãonormal ou contraída, onde o conjunto de contato 220 estáposicionado geralmente dentro da passagem 2 09 do tubo decontato 202. A Figura 4 ilustra o conector fêmea 200 naposição de fechamento com defeito, com o conjunto decontato 220 estendido em uma posição para fora ou expandidaem relação ao tubo de contato 202.

Durante uma operação de interrupção de carga ou decomutação, o conector de contato macho 102 (Figura 1) éseparado do conector de contato fêmea 200. Durante ainterrupção, um contato elétrico de separação ocorre entreo elemento de contato macho 114 e o contato fêmea 224.

Durante esta separação, conforme o elemento de contatomacho 114 é puxado para fora do conector fêmea 200 nadireção da seta B, por exemplo, há um arrasto mecânicoentre o elemento de contato macho 114 e as garras decontato fêmea 230. Este arrasto poderia resultar, de outraforma, no movimento do contato fêmea 224 dentro do tubo decontato 202, mas, devido às forças de atrito na interfaceentre o pistão 222 e a superfície circunferencial internado 202, o contato fêmea 224 não se move dentro do tubo decontato 202.

Na junção do conector macho 102 e do conector fêmea200 durante um estabelecimento de contato, um conector éenergizado e o outro é encaixado com uma carga normal.Mediante o fechamento tentado do elemento de contato macho114 com o contato fêmea 224, um arco é criado, antes doencaixe real do elemento de contato macho 114 com as garrasde contato fêmea 23 0 e continua até um contato elétricosólido ser feito entre eles. 0 arco passa a partir doelemento de contato macho 114 para o interruptor de arco228 e passa ao longo da superfície circunferencial internado mesmo, causando a geração de gases de resfriamentobrusco de arco. Estes gases são dirigidos para dentro docontato fêmea 224. A pressão destes gases aplica uma forçaao alojamento de extintor de arco 226 que, em condições defechamento com defeito de arco, é suficiente para suplantara resistência ao atrito do pistão de contato 222, e oconjunto de contato 220 incluindo o interruptor de arco 228e o alojamento de extintor de arco 226 são movidos a partirda posição normal na Figura 3 para a posição de fechamentocom defeito da Figura 4. Contudo, um arco de intensidademoderada, associado à operação de interrupção de carga eestabelecimento de carga, não produzirá uma pressão de gásadequada para aplicação de uma força suficiente parasuplantar a resistência ao atrito e mover o conjunto decontato 220 na direção da seta B.

Durante um fechamento com defeito, a pressão de gás deresfriamento brusco de arco move o conjunto de contato 220inteiro na direção da seta B em direção ao elemento decontato macho 114 para mais rapidamente estabelecer umcontato elétrico entre a sonda de contato macho 114 e asgarras de contato fêmea 230. Esta conexão elétricaacelerada reduz o tempo fracionário requerido para oestabelecimento de uma conexão e reduz, assim, apossibilidade de condições de risco durante uma situação defechamento com defeito.

Conforme mostrado na Figura 4, na posição defechamento com defeito, o pistão 222 se encaixa no anel debatente 240 e impede um movimento adicional do pistão 222na direção da seta Β. O anel de batente 240 absorve forçasde impacto, conforme o pistão 222 é desacelerado, eassegura que as garras de contato fêmea 232 se encaixemapropriadamente no elemento de contato macho 114, dessemodo se evitando uma falha de fechamento com defeito eprovendo um conector mais confiável 200 e um sistema deconector.

Embora a invenção tenha sido descrita em termos devárias modalidades específicas, aqueles versados na técnicareconhecerão que a invenção pode ser praticada commodificação no espírito e no escopo das reivindicações.

Claims (30)

1. Conector de interrupção de carga separável,caracterizado por compreender:um tubo de contato que tem uma passagem axial atravésdali;um elemento de contato montado de forma deslizantedentro da passagem axial e móvel ali durante uma condiçãode fechamento com defeito, o membro de contato axialmentemóvel dentro da passagem com a assistência de um gás deresfriamento brusco de arco durante a condição defechamento com defeito; eum elemento de batente absorvedor de choque montado notubo de contato e limitando um movimento do membro decontato na condição de fechamento com defeito.

2. Conector, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do elemento de batente serfabricado a partir de um material compressível nãocondutivo.

3. Conector, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por compreender ainda uma ponteira nãocondutiva afixada ao tubo de contato, o elemento de batenteintegralmente formado com a ponteira.

4. Conector, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por compreender ainda uma ponteira tubularadaptada dentro e presa a uma superfície interna dapassagem do tubo de contato, o elemento de batente seestendendo localizado em uma extremidade da ponteira dentroda passagem.

5. Conector, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do elemento de batente compreenderuma extremidade afunilada.

6. Conector, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do elemento de batente compreenderum anel de batente.

7. Conector, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por compreender ainda um alojamento deextintor de arco acoplado ao membro de contato fêmea.

8. Conector, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do tubo de contato ser adaptadodentro de um isolamento elastomérico.

9. Conector, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por compreender ainda uma blindagem deaterramento circundando o tubo de contato.

10. Conector, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por compreender ainda um pistão montadodentro da passagem, o elemento de contato montado de formafixa no pistão e móvel com ele, e o elemento de batenteposicionado para se encaixar no pistão, na condição defechamento com defeito, desse modo se limitando ummovimento do elemento de contato.

11. Conector, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de pelo menos uma porção doelemento de batente cisalhar ou rasgar na condição defechamento com defeito.

12. Conector de interrupção de carga separável para oestabelecimento ou a interrupção de uma conexão energizadaem uma rede de distribuição de potência, caracterizado porcompreender:um tubo de contato condutivo que tem uma passagemaxial através dali;um isolamento elastomérico circundando o tubo decontato;um pistão condutivo disposto na passagem e deslocávelali com a assistência de um gás de resfriamento brusco dearco;um membro de contato fêmea montado estacionário emrelação ao pistão; eum elemento de anel de batente absorvedor de choquedentro da passagem axial e restringindo um deslocamento dopistão.

13. Conector, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato do elemento de batente serfabricado a partir de um material compressível nãocondutivo.

14. Conector, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado por compreender ainda uma ponteira nãocondutiva afixada ao tubo de contato, o elemento de batenteintegralmente formado com a ponteira.

15. Conector, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato do elemento de batente compreenderuma extremidade afunilada voltada para o pistão.

16. Conector, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato do elemento de batente compreenderum anel de batente.

17. Conector, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado por compreender ainda um alojamento deextintor de arco acoplado ao membro de contato fêmea.

18. Conector de interrupção de carga separável para oestabelecimento ou a interrupção de uma conexão de voltagemmédia com um contato macho de um conector de combinação emuma rede de distribuição de potência, o conector deinterrupção de carga separável caracterizado porcompreender:um tubo de contato condutivo que tem uma passagemaxial através dali;um isolamento elastomérico circundando o tubo decontato;um pistão condutivo disposto na passagem e deslocávelali com a assistência de um gás de resfriamento brusco dearco;um membro de contato fêmea de interrupção de cargamontado estacionário em relação ao pistão;um interruptor de arco adjacente ao membro de contatofêmea e móvel com ele; euma ponteira não condutiva acoplada ao tubo de contatoe incluindo um anel de batente formado integralmente em umaextremidade do mesmo, o anel de batente limitando ummovimento do pistão em relação ao tubo de contato, em umacondição de fechamento com defeito.

19. Conector, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato da ponteira ser fabricada a partirde um material compressível.

20. Conector, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato do elemento de batente compreenderuma extremidade afunilada voltada para o pistão.

21. Conector, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato de um dentre o tubo de contato e aponteira incluir um flange de retenção, e o outro dentre otubo de contato e a ponteira incluir uma ranhura deretenção, o flange de retenção adaptado dentro da ranhurade retenção em uma localização espaçada do anel de batente.

22. Conector de interrupção de carga separável,caracterizado por compreender:um meio de passagem para a definição de uma passagemde contato axial;um meio de interrupção de carga, localizado dentro dapassagem de contato axial, para o estabelecimento ou ainterrupção de carga de uma conexão elétrica energizada emuma rede de distribuição de potência;um meio de posicionamento, acoplado ao meio deinterrupção de carga, para deslocamento axial do meio deinterrupção de carga dentro da passagem de contato;um meio de assistência, acoplado ao meio deposicionamento, para deslocamento do meio de posicionamentodurante uma condição de fechamento com defeito;um meio interruptor de arco, adjacente ao meio deinterrupção de carga e móvel com ele, para resfriamentobrusco de um arco elétrico, durante condições deestabelecimento de carga e interrupção de carga; eum meio de batente conectado ao meio de passagem paraa absorção de um impacto do meio de posicionamento, quandoo meio de posicionamento for deslocado dentro da passagempor uma quantidade predeterminada.

23. Conector, de acordo com a reivindicação 22,caracterizado pelo fato do meio de batente compreender ummaterial compressivel.

24. Conector, de acordo com a reivindicação 22,caracterizado pelo fato do meio de batente compreender umanel localizado dentro da passagem de contato.

25. Conector, de acordo com a reivindicação 22,caracterizado pelo fato do meio de batente serintegralmente formado com o meio de ponteira não condutivapara aceitação de um contato macho de um conector decombinação.

26. Conector, de acordo com a reivindicação 22,caracterizado por compreender ainda um meio para isolamentodo meio de passagem.

27. Conector, de acordo com a reivindicação 22,caracterizado pelo fato do meio de interrupção de cargacompreender um contato fêmea.

28. Sistema de conector de interrupção de cargaseparável para o estabelecimento ou a interrupção de umaconexão energizada de voltagem média em uma rede dedistribuição de potência, o sistema caracterizado porcompreender:um conector macho que tem um contato macho; eum conector de interrupção de carga fêmeacompreendendo:um tubo de contato condutivo que tem uma passagemaxial através dali;um isolamento elastomérico que circunda o tubo decontato;um pistão condutivo disposto na passagem;um membro de contato fêmea de interrupção decarga montado estacionário no pistão e configurado parareceber o contato macho, quando os conectores macho e fêmeaforem combinados, o membro de contato fêmea e o pistãoaxialmente deslocáveis dentro da passagem de contato emdireção ao contato macho, devido ã pressão acumulada de umgás de resfriamento brusco de arco, quando os conectoresmacho e fêmea forem combinados um com o outro em umacondição de fechamento com defeito;um interruptor de arco adjacente ao membro decontato fêmea e móvel com ele; eum elemento de batente absorvedor de choqueconfigurado para absorver um impacto do pistão, durante umacondição de fechamento com defeito e substancialmenteimpedir um deslocamento do pistão além de uma distânciapredeterminada dentro do tubo de contato.

29. Conector, de acordo com a reivindicação 28,caracterizado por compreender ainda uma ponteira nãocondutiva acoplada ao tubo de contato, o elemento debatente integralmente formado com a ponteira.

30. Conector, de acordo com a reivindicação 28,caracterizado pelo fato do elemento de batente compreenderum anel de batente posicionado dentro da passagem.