ES2257080T3 - Dispositivo de conmutacion aislado por gas. - Google Patents
Dispositivo de conmutacion aislado por gas.Info
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Abstract
Dispositivo conmutador aislado con gas, que comprende una carcasa (1) provista con un primer terminal de conexión (2) y un segundo terminal de conexión (3) y que contiene una unidad de interrupción (4) y una unidad de desconexión (5), comprendiendo dicha unidad de desconexión (5) un primer contacto fijo (6) conectado al segundo terminal de conexión (3) y un segundo contacto fijo (7) conectado a potencial de tierra, y al menos un contacto móvil (10) que se puede acoplar con al menos uno de dichos contactos fijos (6, 7) y que está conectado eléctricamente a dicha unidad de interrupción (4), caracterizado porque dicho contacto móvil (10) está fijado rígidamente a un elemento de actuación (8) y porque el contacto fijo (6), que se puede acoplar a dicho contacto móvil (10), descansa sobre el plano de rotación del contacto móvil (10), estando fijado dicho contacto móvil (10) a dicho elemento de actuación (8) en un punto que está comprendido entre los extremos del elemento de actuación (8).
Description
Dispositivo de conmutación aislado por gas.
La presente invención se refiere a un dispositivo
conmutador aislado con gas, particularmente para aplicaciones de
alta tensión y de tensión media, es decir, para tensiones mayores
que 1000 V, que comprende elementos particulares para accionar la
operación de desconexión.
Se conoce a partir del estado de la técnica que
las operaciones eléctricas, tanto para la interrupción como para la
desconexión, en dispositivos conmutadores aislados con gas, se
realizan por medio de movimiento de traslación de uno o más
contactos móviles, que se acoplan/desacoplan con contactos fijos
correspondientes. Los dispositivos de actuación más frecuentemente
utilizados en dispositivos convencionales revestidos de metal
comprenden actuadores mecánicos o hidráulicos, que son conectados
mecánicamente a un contacto móvil que debe ser movido a través de
medios de actuación adecuados.
Los dispositivos de actuación de la técnica
anterior requieren generalmente sistemas cinemáticos complicados
para transmitir movimiento al contacto móvil. En particular, la
operación de desconexión requiere el movimiento coordinado de uno o
más contactos móviles, de manera que la apertura/cierre de los
contactos de desconexión tiene lugar de acuerdo con la secuencia
pretendida. Esto requiere habitualmente mecanismos de acoplamiento
complicados y/o sistemas de actuación y de control complicados,
especialmente cuando se produce la desconexión en sistemas de barras
múltiples.
Debido a la complejidad mecánica de los medios de
actuación, se requiere mantenimiento con el fin de mantener el
comportamiento normal y, por lo tanto, de asegurar la capacidad de
repetición de la operación, compensando las variaciones debidas al
desgaste y al envejecimiento del sistema.
Además, el gran número de piezas y de componentes
implica un incremento en las dimensiones y en el volumen total del
dispositivo aislado con gas, con un incremento consecuente en
términos de costes.
Un dispositivo de acuerdo con la técnica anterior
se conoce a partir del documento
US-A-5796060.
El objeto de la presente invención es
proporcionar un dispositivo conmutador aislado con gas, en el que la
operación de desconexión tiene lugar de una manera sencilla y
fácilmente controlable.
Dentro del alcance de este cometido, un objeto de
la presente invención es proporcionar un dispositivo conmutador
aislado con gas, que tiene una complejidad mecánica reducida. Otro
objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo
conmutador aislado con gas, en el que la operación de desconexión se
realiza por medio de la actuación de un número reducido de partes
mecánicas.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un dispositivo conmutador aislado con gas, cuyas
dimensiones y ocupación de espacio son reducidas.
No el último objeto de la presente invención es
proporcionar un dispositivo conmutador aislado con gas, que es
altamente fiable, relativamente fácil de fabricar y de costes
competitivos.
Este objetivo, estos objetos y otros, que serán
más evidentes a continuación, se consiguen por un dispositivo
conmutador aislado con gas, que comprende una carcasa provista con
un primer terminal de conexión y un segundo terminal de conexión y
que contiene una unidad de interrupción y una unidad de desconexión,
comprendiendo dicha unidad de desconexión un primer contacto fijo
conectado al segundo terminal de conexión y un segundo contacto fijo
conectado a potencial de tierra, y al menos un contacto móvil que se
puede acoplar con al menos uno de dichos contactos fijos y que está
conectado eléctricamente a dicha unidad de interrupción,
caracterizado porque dicho contacto móvil está fijado rígidamente a
un elemento de actuación giratorio y porque el contacto fijo, que se
puede acoplar a dicho contacto móvil, descansa sobre el plano de
rotación del contacto móvil, estando fijado dicho contacto móvil a
dicho elemento de actuación en un punto que está comprendido entre
los extremos del elemento de actuación.
En el dispositivo de acuerdo con la presente
invención, la operación de desconexión se realiza de acuerdo con
ello por medio de una rotación de un contacto móvil alrededor de un
eje de rotación. En virtud de la rotación, el contacto móvil se
acopla/desacopla con el contacto (o contactos) fijos
correspondientes, llevando a cabo la operación de desconexión
requerida. Para este fin, el contacto móvil y el contacto fijo están
dispuestos en una posición relativa tal que el extremo del contacto
fijo, que debe acoplarse con el extremo del contacto móvil, se
encuentra en un plano de rotación trazado por dicho extremo del
contacto móvil. Para mayor simplicidad, cuando se hace referencia a
la posición relativa del contacto fijo y del contacto móvil en la
presente invención, se hace referencia siempre a la posición
relativa de los extremos del contacto fijo y del contacto móvil, que
se pueden acoplar allí.
Seleccionando las dimensiones adecuadas para la
posición de los contactos fijos y de los contactos móviles en una
dirección longitudinal con respecto al eje de rotación del elemento
de actuación giratorio y variando de una manera adecuada su posición
angular relativa con respecto al eje de rotación, es posible reducir
al mínimo el volumen y el espacio requeridos por la unidad de
desconexión y, por lo tanto, por todo el dispositivo, manteniendo al
mismo tiempo una ejecución sencilla de la operación de
desconexión.
Las características y ventajas del dispositivo de
acuerdo con la presente invención serán más evidentes a partir de la
descripción de formas de realización preferidas, pero no exclusivas
de un dispositivo conmutador de acuerdo con la invención, ilustradas
sólo a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se
acompañan, en los que:
La figura 1 es una forma de realización de un
dispositivo conmutador aislado con gas para un sistema de barra
única con un dispositivo de actuación de un solo polo de acuerdo con
la invención.
La figura 2 es una vista de una forma de
realización de un dispositivo conmutador aislado con gas para un
sistema de dos barras con un dispositivo de actuación de un polo de
acuerdo con la invención.
Las figuras 3a-3d son vistas
esquemática de operaciones de desconexión que se pueden realizar con
el dispositivo de la figura 2.
Con referencia a la figura 1, el dispositivo de
acuerdo con la presente invención comprende una carcasa 1 que tiene
un primer terminal de conexión 2 y un segundo terminal de conexión
3, por ejemplo, en una forma de realización preferida, el primer
terminal 2 y el segundo terminal 3 se pueden conectar eléctricamente
en entrada y salida a/desde al dispositivo con una fase de una línea
eléctrica, respectivamente. De una manera alternativa, el primer
terminal 2 y el segundo terminal 3 están conectados en entrada y
salida con una línea eléctrica y con un transformador de potencia o
de distribución, respectivamente; no obstante, se pueden realizar
otras conexiones de acuerdo con las varias aplicaciones
posibles.
Dentro de la carcasa 1, que contiene un gas
aislante, está dispuesta una unidad de interrupción 4 y una unidad
de desconexión 5. El primer terminal 2 está conectado eléctricamente
a la unidad de interrupción 4. La unidad de desconexión 5 comprende
un primer contacto fijo 6, que está conectado al segundo terminal 3,
y un segundo contacto fijo 7 conectado a potencial de tierra. En el
caso de la figura 1, el contacto fijo 7 está conectado a la carcasa
1 colocada en potencial de tierra. La unidad de desconexión 5
comprende un árbol giratorio 8 movido por medios de actuación
representados de forma esquemática por una unidad 9 que puede ser,
por ejemplo, un motor eléctrico adecuadamente controlado.
Un contacto móvil 10, conectado eléctricamente a
la unidad de interrupción 4, está fijado al árbol 8 y gira de una
manera rígida con él. En la forma de realización de la figura 1, el
contacto móvil está constituido por una cuchilla que tiene un perfil
similar a un sector circular y está enchavetado sobre el árbol 8. El
contacto móvil 10, el primer contacto fijo 6 y el segundo contacto
fijo 7 están dispuestos de manera que los extremos de tales
contactos fijos se encuentran en el plano trazado por la rotación
del extremo del contacto móvil 10. La operación de desconexión se
realiza haciendo girar el árbol 8, por consiguiente el contacto
móvil 10 acoplado rígidamente al mismo se acopla con el contacto
fijo 6 ó 7, realizando de esta manera la conexión de línea o de toma
de tierra, respectivamente. En la figura 1, el contacto móvil 10
está acoplado al contacto fijo 7; por lo tanto, la conexión de toma
de tierra está cerrada, mientras la conexión de salida está
abierta.
De acuerdo con una forma de realización
alternativa, no mostrada en la figura, es posible tener dos
contactos móviles fijados al árbol 8 y cada uno de tales contactos
móviles se puede acoplar a un contacto fijo correspondiente. En este
caso, el contacto fijo 6 se encuentra en el plano de rotación de un
primer contacto móvil, que se puede acoplar allí, mientras que el
contacto fijo 7 se encuentra en el plano de rotación del segundo
contacto móvil, que se puede acoplar allí. Además, el primer
contacto móvil y el segundo contacto móvil están fijados al árbol 8
en una posición angular relativa tal que no se pueden acoplar
simultáneamente a los contactos fijos 6 y 7. De esta manera, la
rotación del árbol 8 produce, por ejemplo, el desacoplamiento mutuo
del contacto fijo 6 y del primer contacto y luego el acoplamiento
mutuo del contacto fijo 7 y el segundo contacto móvil, de acuerdo
con lo cual se realiza la desconexión de toma de tierra. Un
procedimiento similar se realiza para abrir el contacto de
desconexión de toma de tierra y para cerrar el contacto de la
línea.
Con referencia a la figura 1, se describe ahora
un dispositivo conmutador aislado con gas para un sistema de doble
barra. El dispositivo de la figura 2 comprende una carcasa 1 que
tiene un primer terminal de conexión 2, un segundo terminal de
conexión 11 y un tercer terminal de conexión 13. Con preferencia, el
primer terminal de conexión 2 puede ser conectado eléctricamente en
entrada al dispositivo con una fase de una línea eléctrica, y el
segundo terminal 11 y el tercer terminal 13 están conectados en
salida desde el dispositivo con la fase de la línea y con un
transformador de potencia o de distribución, respectivamente; no
obstante, también en este caso, se pueden adoptar muchas otras
configuraciones de acuerdo con las varias aplicaciones.
Una unidad de interrupción 4 y una unidad de
desconexión 5 están dispuestas dentro de la carcasa 1, que contiene
un gas aislante. El primer terminal 2 está conectado eléctricamente
a la unidad de interrupción 4. La unidad de desconexión 5 comprende
un primer contacto fijo 21 conectado al segundo terminal 11, un
segundo contacto fijo 22 conectado a potencial de tierra, y un
tercer contacto fijo 23 conectado al tercer terminal 13. Como en la
figura 1, el contacto fijo 22 está conectado a la carcasa 1, que
está en potencial de tierra. La unidad de desconexión 5 comprende un
árbol giratorio 8 que es movido por medios de actuación
representados de forma esquemática por la unidad 9, que puede ser,
por ejemplo, un motor eléctrico controlado de forma adecuada.
Un primer contacto móvil 31, un segundo contacto
móvil 32 y un tercer contacto móvil 33, conectados eléctricamente a
la unidad de interrupción 4, están fijados al árbol 8 y giran
rígidamente con él. En la forma de realización de la figura 2, los
contactos móviles 31, 32 y 33 están constituidos por cuchillas que
tienen un perfil en forma de sector circular, que están enchavetadas
al árbol 8. Los contactos móviles 31, 32 y 33 y los contactos fijos
21, 22 y 23 están dispuestos de manera que para cada pareja de
contactos (21, 31), (22, 32) y (23, 33), el contacto fijo se
encuentra en el plano de rotación del contacto móvil
correspondiente. Además, los contactos móviles 31, 32 y 33 están
fijados al árbol 8 en una posición angular relativa tal que el
contacto móvil 32 no se puede acoplar con el contacto fijo 22
cuando el contacto móvil 31 y/o el contacto móvil 33 están acoplados
a los contactos fijos 21 y 23 correspondientes. La operación de
desconexión se realiza haciendo girar el árbol 8; de acuerdo con
ello, los contactos móviles 31, 32 y 33, que están fijados
rígidamente al mismo, se acoplan a los contactos fijos 21, 22 y 23
respectivos. En la forma de realización de la figura 2, el contacto
móvil 32 está acoplado al contacto fijo 22, mientras que los
contactos móviles 31 y 33 están desacoplados de los contactos fijos
21 y 23 respectivos, por lo que la conexión de toma de tierra está
cerrada y las conexiones de salida están abiertas.
El principio de funcionamiento se muestra de
forma esquemática en las figuras 3a-3d, en las que
los contactos móviles están constituidos por cuchillas enchavetadas
sobre el árbol 8.
Con referencia a la figura 3a, se muestra una
situación en la que el contacto móvil 32 está acoplado al contacto
fijo 22 correspondiente, mientras que los contactos móviles 31 y 33
se desacoplan de los contactos fijos correspondientes. Haciendo
girar el árbol 8 en el sentido de la flecha, se abre el contacto de
toma de tierra y luego se acopla el contacto móvil 31 con el
contacto fijo 21, cerrando la conexión con el segundo terminal 11
(figura 3b). Haciendo girar adicionalmente el árbol 8 en el mismo
sentido, el contacto móvil 33 se acopla con el contacto fijo 23
antes de que los con tactos 21 y 31 se desacoplan mutuamente. De
esta manera, la conexión con el tercer terminal 13 se cierra al
mismo tiempo que se mantiene cerrada la conexión con el terminal 11
(figura 3c). Si la rotación del árbol 8 continúa, es posible separar
el contacto 31 del contacto 21, abriendo la conexión con el
terminal 11 y manteniendo cerrada la conexión con el terminal 13
(figura 3d).
De acuerdo con una forma de realización
alternativa de un dispositivo conmutador aislado con gas para un
sistema de doble barra, no mostrado en la figura, la unidad de
desconexión comprende solamente dos contactos móviles fijados al
árbol 8. El contacto fijo de toma de tierra 22 y uno de los otros
dos contactos fijos, por ejemplo el contacto fijo 21, se encuentran
sobre el plano de rotación de tal contacto móvil, que se puede
acoplar alternativamente con el contacto fijo 21 o con el contacto
fijo 22; el tercer contacto fijo 23 se encuentra en el plano de
rotación del otro contacto móvil y se puede acoplar allí. Los dos
contactos móviles están fijados al árbol 8 en una posición angular
relativa tal que no se pueden acoplar simultáneamente a los
contactos 22 y 23, mientras que su posición angular relativa es tal
que se pueden acoplar simultáneamente con los contactos fijos 21 y
23.
De acuerdo con una forma de realización
preferida, el dispositivo conmutador de acuerdo con la presente
invención comprende una unidad de interrupción que tiene una cámara
de interrupción que aloja un contacto fijo y un contacto móvil,
estando el eje longitudinal de la cámara de interrupción
substancialmente alineado con el eje de rotación del elemento de
actuación giratorio. En este caso, la operación de apertura/cierre
de la unidad de interrupción se realiza por medio de un movimiento
de traslación del contacto móvil de la unidad de interrupción a lo
largo del eje longitudinal del dispositivo, mientras que la
operación de desconexión se realiza por rotación de los contactos
móviles de la unidad de desconexión alrededor de dicho eje
longitudinal.
De acuerdo con una forma de realización
particular, no mostrada en la figura, el elemento de actuación
giratorio de la unidad de desconexión está constituido por la
carcasa de la cámara de interrupción. En este caso, los contactos
móviles de la unidad de desconexión están enchavetados a la
superficie exterior de la cámara de interrupción, que puede girar
con respecto a la carcasa del dispositivo. El movimiento es aplicado
por medios de actuación, por ejemplo un motor eléctrico controlado
de una manera adecuada. La disposición relativa de los contactos
fijos y de los contactos móviles es similar a la mostrada en las
figuras 1 ó 2, dependiendo de si está presenta una barra individual
o una barra doble. Utilizando esta solución, el dispositivo de
acuerdo con la presente invención es particularmente compacto,
puesto que el espacio ocupado por la unidad de desconexión está
distribuido dentro de la carcasa 1 a lo largo de la cámara de
interrupción.
De acuerdo con otra forma de realización del
dispositivo de acuerdo con la presente invención, la unidad de
desconexión comprende un contacto fijo adicional conectado al primer
terminal y un contacto móvil que se puede acoplar al contacto fijo;
el contacto móvil está fijado con preferencia sobre la carcasa de la
cámara en una posición tal que el contacto fijo adicional se
encuentra sobre su plano de rotación. Por lo tanto, es posible
realizar la desconexión, por ejemplo, sobre el lado de entrada del
dispositivo.
Como se ha mencionado anteriormente, el
movimiento de los elementos de desconexión se realiza por medios de
actuación adecuados, constituidos con preferencia por un motor
eléctrico controlado. En particular, se ha observado que el uso de
un servomotor implica ventajas considerables en términos de
precisión y velocidad de ejecución de la operación. Como una
alternativa, es posible utilizar medios de actuación mecánicos o
hidráulicos. Como una alternativa, se pueden proporcionar también
medios de actuación manuales, o como una adición a los medios de
actuación descritos anteriormente, en particular para realizar
operaciones manuales de emergencia.
El dispositivo de acuerdo con la invención puede
ser del tipo de actuación de un polo, en el que existen medios de
actuación sobre cada fase individual con el fin de realizar la
operación de desconexión; como una alternativa, el dispositivo puede
ser del tipo de actuación de tres polos, en el que la energía para
la realización de la operación de desconexión sobre las tres fases
del dispositivo es suministrada por un medio de actuación
individual, que está acoplado mecánicamente con la unidad de
desconexión s de cada fase individual.
El dispositivo conmutador aislado con gas
concebido de esta manera es susceptible de numerosas modificaciones
y formas de realización, todas las cuales están dentro del alcance
de las reivindicaciones que se adjuntan.
Claims (11)
1. Dispositivo conmutador aislado con gas, que
comprende una carcasa (1) provista con un primer terminal de
conexión (2) y un segundo terminal de conexión (3) y que contiene
una unidad de interrupción (4) y una unidad de desconexión (5),
comprendiendo dicha unidad de desconexión (5) un primer contacto
fijo (6) conectado al segundo terminal de conexión (3) y un segundo
contacto fijo (7) conectado a potencial de tierra, y al menos un
contacto móvil (10) que se puede acoplar con al menos uno de dichos
contactos fijos (6, 7) y que está conectado eléctricamente a dicha
unidad de interrupción (4), caracterizado porque dicho
contacto móvil (10) está fijado rígidamente a un elemento de
actuación (8) y porque el contacto fijo (6), que se puede acoplar a
dicho contacto móvil (10), descansa sobre el plano de rotación del
contacto móvil (10), estando fijado dicho contacto móvil (10) a
dicho elemento de actuación (8) en un punto que está comprendido
entre los extremos del elemento de actuación (8).
2. El dispositivo conmutador de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de
desconexión comprende un único contacto móvil y porque dichos
primero y segundo contactos fijos descansan sobre el plano de
rotación del contacto móvil.
3. El dispositivo conmutador de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de
desconexión comprende un primer contacto móvil y un segundo contacto
móvil, que se fijan a dicho elemento de actuación giratorio, y
porque dichos primero y segundo contactos fijos descansan sobre el
plano de rotación de dichos primero y segundo contactos móviles,
respectivamente, estado fijados el primero y segundo contactos
móviles a dicho elemento de actuación giratorio con una posición
angular relativa tal que no se pueden acoplar simultáneamente a
dicho primer contacto fijo y a dicho segundo contacto fijo,
respectivamente.
4. El dispositivo conmutador de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la carcasa comprende
un tercer terminal de conexión y porque la unidad de desconexión
comprende un tercer contacto fijo conectado a dicho tercer terminal
de conexión, un primer contacto móvil y un segundo contacto móvil
que están fijados a dicho elemento de actuación giratorio, estando
dispuestos dichos primero y segundo contactos fijos en el plano de
rotación de dicho primer contacto móvil, estando dispuesto el tercer
contacto fijo en el plano de rotación de dicho segundo contacto
móvil, estando fijados el primero y el segundo contacto móvil a
dicho elemento de actuación giratorio con una posición angular
relativa tal que no se pueden acoplar simultáneamente con dicho
segundo contacto fijo y dicho tercer contacto fijo,
respectivamente.
5. El dispositivo conmutador de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la carcasa comprende
un tercer terminal de conexión y porque la unidad de desconexión
comprende un tercer contacto fijo, que está conectado a dicho tercer
terminal de conexión, un primero, un segundo y un tercer contacto
móvil que están fijados a dicho elemento de actuación giratorio,
estando dispuestos el primer, el segundo y el tercer contacto fijo
en el plano de rotación del primero, del segundo y del tercer
contacto móvil, respectivamente, estando fijados dichos contactos
móviles al elemento de actuación giratorio con una posición angular
relativa tal que el segundo contacto móvil no se puede acoplar al
segundo contacto fijo cuando el primer contacto móvil y/o el tercer
contacto móvil están acoplados a los contactos fijos
correspondientes.
6. El dispositivo conmutador de acuerdo con una o
más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el contacto móvil está constituido por una cuchilla, que está
enchavetada sobre dicho elemento de actuación giratorio y está
substancialmente perpendicular al eje de rotación de dicho elemento
de actuación giratorio.
7. El dispositivo conmutador de acuerdo con una o
más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
la unidad de desconexión comprende una cámara de interrupción, que
aloja un contacto fijo y un contacto móvil, estando el eje
longitudinal de dicha cámara substancialmente alineado con el eje de
rotación del elemento de actuación giratorio.
8. El dispositivo conmutador de acuerdo la
reivindicación 7, caracterizado porque el elemento de
actuación giratorio está constituido por la carcasa de dicha cámara
de interrupción.
9. El dispositivo conmutador de acuerdo la
reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de
desconexión comprende un contacto fijo adicional, que está conectado
al primer terminal de conexión y un contacto móvil que se puede
acoplar a dicho contacto fijo, estando fijado dicho contacto móvil
sobre la carcasa de la cámara en una posición tal que dicho contacto
fijo se encuentra en su plano de rotación.
10. El dispositivo conmutador de acuerdo con una
o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el elemento de actuación giratorio está activado por un motor
eléctrico.
11. El dispositivo conmutador de acuerdo con la
reivindicación 10, caracterizado porque dicho motor eléctrico
es un servomotor.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| IT1998MI002258A IT1302715B1 (it) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | Apparecchiatura di interruzione e sezionamento isolata in gas |
Publications (1)
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Family
ID=11380907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES99953882T Expired - Lifetime ES2257080T3 (es) | 1998-10-20 | 1999-10-18 | Dispositivo de conmutacion aislado por gas. |
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| DK (1) | DK1121738T3 (es) |
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