ES2348921T3

ES2348921T3 - Conmutador de potencia con un dispositivo de transmisión con punto muerto.

Info

Publication number: ES2348921T3
Application number: ES06405511T
Authority: ES
Inventors: Olaf Hunger; Jurg Nufer
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2010-12-17
Anticipated expiration: 2026-12-11
Also published as: US20080135526A1; EP1933348A1; DE502006007491D1; CN101202175B; JP2008147194A; CN101202175A; US8415578B2; JP5274821B2; ATE475193T1; EP1933348B1

Abstract

- Conmutador de potencia eléctrica (1), que comprende una primera pieza de conmutación (10) con un primer contacto de erosión eléctrica (12), una segunda pieza de conmutación (20) con un segundo contacto de erosión eléctrica (22), un accionamiento para el movimiento de la primera pieza de conmutación (10) en una primera zona de movimiento a lo largo de un eje de conmutación (3), y un engranaje (2) para la transmisión del movimiento de la primera pieza de conmutación (10) sobre un movimiento de la segunda pieza de conmutación (20), en el que la primera zona de movimiento comprende una zona parcial de contacto y una zona parcial de separación, y los contactos de erosión eléctrica (12, 22) están en contacto entre sí, cuando la primera pieza de conmutación (10) se encuentra en la zona parcial de contacto, y los contactos de erosión eléctrica (12, 22) están separados uno del otro cuando la primera pieza de conmutación (10) se encuentra en la zona parcial de separación, caracterizado porque - el engranaje (2) tiene una primera posición de punto muerto (62c), que es atravesada durante el movimiento de la primera pieza de conmutación (109 en la zona parcial de contacto.

Description

Campo técnico

[0001] La presente invención se refiere, en general, a conmutadores eléctricos de potencia, en particular conmutadores eléctricos de potencia con accionamiento doble. La invención se refiere también a procedimientos para la separación del contacto en un conmutador eléctrico de potencia.

Estado de la técnica

[0002] Se conocen en la técnica conmutadores, en los que un contacto de erosión eléctrica, por ejemplo una tulipa de extinción, se mueve hacia fuera para la separación de una conexión eléctrica desde otro contacto de erosión eléctrica, por ejemplo una clavija. También se conocen conmutadores, en los dos contactos de erosión eléctrica se mueven en dirección opuesta.

[0003] Por ejemplo, en el documento EP 0 809 269 se describe un conmutador de potencia de alta tensión con dos piezas de contacto de arco voltaico móviles coaxialmente opuestas entre sí. Una barra de accionamiento está fijada en la tobera de sustancia aislante y acciona a través de una palanca de dos brazos, dispuesta sobre el eje del conmutador, la pieza de contacto de arco voltaico opuesta.

[0004] En la patente de los Estados Unidos Nº 3.896.282 se describe un separador de potencia con dos contactos móviles opuestos, que están dispuestos en una carcasa llena con gas protector. Los contactos están conectados por medio de un engranaje de palanca, que comprende una palanca de dos brazos dispuesta sobre el eje del conmutador con barras de unión articuladas en ambos lados.

[0005] En la invención se hace referencia al documento EP 0 822 565. Allí se describe un conmutador de gas comprimido con dos piezas de contacto móviles opuestas. Las piezas de contacto están acopladas entre sí por medio de la tobera de sustancia aislante y por medio de un mecanismo de palanca. El mecanismo de palanca comprende una palanca de desviación de dos brazos dispuesta sobre el eje del conmutador con barras de unión articuladas en ambos lados.

[0006] En el documento DE 100 03 359 C1 se describe un conmutador de potencia de alta tensión con un accionamiento que acciona una primera pieza de contacto de arco voltaico y con un accionamiento auxiliar que acciona una segunda pieza de contacto de arco voltaico. El accionamiento auxiliar comprende tres palabras de dos brazos y está configurado de tal forma que durante un proceso de desconexión, se puede invertir una o dos veces la dirección del movimiento de la segunda pieza de contacto de arco voltaico accionable.

[0007] En el documento EP 1 630 840 A1 se publica un conmutador de alta potencia de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

[0008] Los conmutadores conocidos a partir del estado de la técnica provocan, sin embargo, un movimiento de los contactos, que no está adaptado de manera ideal entre sí desde diferentes puntos de vista. Además, los engranajes de estos conmutadores solamente se pueden realizar parcialmente con necesidad de espacio considerable, lo que es desfavorable en conmutadores de gas comprimido.

Representación de la invención

[0009] El cometido de la presente invención e sindicar un accionamiento doble mejorado para un conmutador de potencia. El cometido se soluciona por medio del conmutador de potencia eléctrica de acuerdo con la reivindicación independiente 1 y por medio del procedimiento de acuerdo con la reivindicación independiente 13. Otras ventajas, características, aspectos y detalles de la invención así como formas de realización preferidas de la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes, de la descripción y de las figuras.

[0010] De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un conmutador de potencia eléctrica con movimiento doble especial de los contactos. El conmutador de potencia comprende una primera pieza de conmutación típicamente con un primer contacto de erosión eléctrica, en particular de una tulipa, y una segunda pieza de conmutación típicamente con un segundo contacto de erosión eléctrica, en particular una clavija. El conmutador de potencia comprende, además, un accionamiento de entrada para el movimiento de la primera pieza de conmutación en una primera zona de movimiento a lo largo de un eje de conmutación, es decir, esencialmente paralelo o antiparalelo al eje de conmutación, en particular con relación a una carcasa, y un engranaje para la transmisión del movimiento de la primera pieza de conmutación sobre un movimiento de la segunda pieza de conmutación. La primera zona de movimiento comprende una zona parcial de contacto y una zona parcial de separación. Los contactos de erosión eléctrica están en contacto entre sí, es decir, que está previsto un contacto mecánico y eléctrico, cuando la primera pieza de conmutación se encuentra en la zona parcial de contacto y están separados mecánicamente uno del otro mecánicamente, es decir, que esto está previsto cuando la primera pieza de conmutación se encuentra en la zona parcial de separación. El engranaje tiene una primera posición de punto muerto, que es atravesada durante el movimiento, dirigido en particular en una dirección a lo largo del eje de conmutación, de la primera pieza de contacto en la zona parcial de contacto. En particular, las partes del engranaje están dimensionadas de tal forma que es atravesada la primera posición de punto muerto.

[0011] Existe una posición de punto muerto cuando durante el movimiento de la primera pieza de conmutación no se realiza esencialmente ningún movimiento de la segunda pieza de conmutación. Existe ya una posición de punto muerto cuando esto se cumple para movimientos pequeños (infinitesimales) de la primera pieza de conmutación alrededor de una posición en la primera zona de movimiento, es decir, en aproximación lineal. Por lo tanto, existe una posición de punto muerto cuando desaparece la primera derivación de una curva de carrera, como se muestra, por ejemplo, en la figura 3b. En particular, son puntos de inversión del engranaje, es decir, extremos de la curva de carrera, posiciones de punto muerto. Una posición de punto muerto del engranaje es la mayoría de las veces también una posición de punto muerto de la parte de engranaje o de la articulación de engranaje. Tal posición de punto muerto de una parte de engranaje o articulación de engranaje existe cuando no se realiza esencialmente ningún movimiento de la parte de engranaje o de la articulación de engranaje durante el [0012] La primera posición de punto muerto es, en formas de realización, un punto de inversión para el movimiento de articulación de una palanca con preferencia de dos brazos alrededor de su eje de palanca. La primera posición de punto muerto está caracterizada, en formas de realización, también por un ángulo esencialmente recto entre una barra de accionamiento de entrada y el eje de conmutación.

movimiento: de la parte de engranaje conectada

directamente: delante de la misma en el lado del

accionamiento de entrada.

[0013] De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento para la apertura de los contactos de un conmutador de potencia eléctrica, es decir, especialmente para la separación de sus contactos de erosión eléctrica. El conmutador de potencia comprende una primera pieza de conmutación con un primer contacto, en particular contacto de erosión eléctrica, una segunda pieza de conmutación con un segundo contacto, en particular contacto de erosión eléctrica y un engranaje. El procedimiento presenta las siguientes etapas: la primera pieza de conmutación se mueve en una dirección de separación a lo largo de un eje de conmutación; el engranaje transmite el movimiento de la primera pieza de conmutación sobre un movimiento, especialmente asociado al mismo, de la segunda pieza de conmutación a lo largo del eje de conmutación; y el primer contacto y el segundo contacto son separados uno del otro a través del movimiento de las piezas de conmutación. El movimiento, especialmente asociado, de la segunda pieza de conmutación cambia al menos una vez la dirección antes de la separación de los contactos. En formas de realización, cambia la dirección incluso al menos dos veces o tres veces, especialmente atravesando una primera posición de punto muerto del engranaje.

[0014] El movimiento de la primera pieza de conmutación comprende en formas de realización una fase de aceleración y a continuación de ella una fase de movimiento, con preferencia con velocidad esencialmente constante, y el movimiento de la segunda pieza de conmutación comprende una fase de aceleración previa, que dura hasta que se han realizado al menos uno o dos o tres cambios de dirección, a continuación de ello se realiza una fase de aceleración, que se caracteriza por una velocidad de la segunda pieza de conmutación hasta aproximadamente 50 % de su velocidad máxima, y a continuación sigue una fase de movimiento. La fase de aceleración de la segunda pieza de conmutación comienza, en general, solamente después de la terminación de una fase de aceleración definida de manera similar de la primera pieza de conmutación. Los contactos de erosión eléctrica se separan, en formas de realización, solamente después de la terminación de la fase de aceleración de la segunda pieza de conmutación.

[0015] Una ventaja de una posición de punto muerto en la zona parcial de contacto es que la velocidad de la segunda pieza de conmutación se puede mantener baja, al menos temporalmente, antes de la separación de los contactos. Un movimiento de la segunda pieza de conmutación a alta velocidad puede limitarse, en formas de realización de la invención, a un periodo de tiempo, en el que tal movimiento es ventajoso o necesario (en general, solamente después de la separación de los contactos). De esta manera, la energía de accionamiento es utilizada de manera eficiente o bien se puede ahorrar espacio de construcción. También se puede reducir el desgaste por fricción. Esto se aplica de manera correspondiente también para el movimiento inverso durante el cierre del contacto entre las piezas de conmutación.

[0016] La invención se refiere también a un dispositivo para la realización del procedimiento publicado y comprende también piezas del dispositivo para la realización de etapas respectivas del procedimiento. Por ejemplo, la invención se refiere también a un engranaje para el montaje o bien para la utilización en un conmutador de potencia, de manera que el conmutador de potencia presenta las propiedades descritas anteriores y en las reivindicaciones.

Breve descripción de las figuras

[0017] Los ejemplos de realización de la invención se representan en las figuras y se describen en detalle a continuación. En este caso:

La figura 1 muestra una parte de un conmutador de potencia de acuerdo con la invención en vista en perspectiva.

Las figuras 2a-2f muestran estados de movimiento durante la apertura de los contactos de un conmutador de potencia de acuerdo con la invención.

Las figuras 3a-3d muestran diagramas de la carrera, de la velocidad y de la aceleración durante la apertura de los contactos del conmutador de potencia representado en las figuras 2a-2f.

Las figuras 4a-4f muestran estados de movimiento durante la apertura de los contactos de otro conmutador de potencia de acuerdo con la invención; y

Las figuras 5a-5c muestran diagramas de la carrera y de la velocidad durante la apertura de los contactos del conmutador de potencia representado.

Modos de realización de la invención

[0018] La figura 1 muestra un engranaje 2 de un conmutador de potencia de acuerdo con la invención en vista en perspectiva. El conmutador de potencia es típicamente un conmutador de gas comprimido, como se utiliza, por ejemplo, en redes de alta tensión, Comprende típicamente al menos algunos componentes habituales de un conmutador de este tipo como una carcasa llena de gas protector, una pareja de contactos y especialmente contactos de erosión eléctrica y, dado el caso, una pareja de contactos de corriente nominal. Uno de los contactos de erosión eléctrica está configurado, en general, como tulipa, el otro como clavija. Los contactos de erosión eléctrica son desplazables a lo largo de un eje de conmutación uno con respecto al otro. Típicamente, el eje de conmutación 3 es un eje medio 3, alrededor del cual están dispuestos coaxialmente los contactos de erosión eléctrica 12, 22.

[0019] Para la separación de un contacto eléctrico se pueden separar la tulipa y la clavija uno del otro a lo largo del eje de conmutación 3. A tal fin, una primera pieza de conmutación 10 puede ser accionada con un primer contacto de erosión eléctrica 12, que es típicamente la tulipa, por medio de un accionamiento de entrada. Para accionar la segunda pieza de conmutación 20 con el segundo contacto de erosión eléctrica 22, típicamente la clavija, se transmite el movimiento de la primera pieza de conmutación 10 a través de un engranaje 2 sobre la segunda pieza de conmutación 20.

[0020] En la figura 1 se muestra una parte de la primera pieza de conmutación 10, que comprende un primer elemento de conmutación 14. El primer elemento de corredera 14 es móvil a lo largo del eje de conmutación 3 y se puede acoplar 15 en el resto de la primera pieza de conmutación 10 con el primer contacto de erosión eléctrica (no representado). De manera correspondiente, también la segunda pieza de conmutación 20 comprende un segundo elemento de corredera 24, un carril 26 y un acoplamiento

25.

[0021] El engranaje 2 se representa en la figura 1 en un estado de movimiento, que corresponde a un conmutador de potencia cerrado, es decir, en el que el primer contacto de erosión eléctrica 12 y el segundo contacto de erosión eléctrica 22 están en contacto entre sí. Por contacto se entiende un contacto mecánico o eléctrico directo, es decir que los contactos de erosión eléctrica 12, 22 no están en contacto entre sí cuando arde, por ejemplo, solamente un arco voltaico entre ellos. En el estado representado en la figura 1, la primera pieza de conmutación 10 se encuentra en desviación máxima a lo largo del eje de conmutación 3 hacia la derecha. La primera pieza de conmutación 10 es móvil en una primera zona de movimiento a lo largo del carril 16, cuya zona de movimiento se extiende desde la posición representada de la primera pieza de conmutación 10 a lo largo del eje de conmutación 3 hacia la izquierda. Opcionalmente, un tope (no representado) limita un movimiento adicional de la primera pieza de conmutación 10 hacia la derecha. Otro tope (no representado) limita el movimiento de la primera pieza de conmutación 10 opcionalmente fuera de la primera zona de movimiento hacia la izquierda.

[0022] También la segunda pieza de conmutación 20 es móvil a lo largo del carril 26 en una segunda zona de movimiento. Como se describe en detalle en la figura 2b, la segunda zona de movimiento se extiende desde la posición representada en la figura 1 de la segunda pieza de conmutación 20 a lo largo del eje de conmutación 3 tanto hacia la derecha como también en una medida pequeña hacia la izquierda.

[0023] El engranaje 2 comprende, además, una barra de accionamiento de entrada 30, una barra de accionamiento de salida 40 y una palanca 50. La palanca 50 está montada con una articulación de palanca 55 fija estacionaria con relación a la carcasa del conmutador de potencia y es pivotable alrededor de un eje de palanca 56. La palanca 50 presenta un brazo de palanca de accionamiento de entrada 53 y un brazo de palanca de accionamiento de salida 54. La designación “accionamiento de entrada” y

“accionamiento: de salida” se refiere a partes del

engranaje: 2, que están disp uestas en el lado del

accionamiento: de entrada o bien en el lado del

accionamiento de salida uno separado del otro o de la articulación de palanca 55 o bien del eje de palanca 56. La barra de accionamiento de entrada 30 está articulada de forma giratoria con una articulación giratoria 31 en la primera pieza de conmutación 10 y con otra articulación giratoria 35 en el brazo de palanca de accionamiento de entrada 50. La barra de accionamiento de salida está articulada de manera correspondiente con articulaciones giratorias 42, 45 de forma giratoria en la segunda pieza de conmutación 20 y en el brazo de palanca de accionamiento de salida 54.

[0024] La palanca 50 es con preferencia una palanca de dos brazos o de dos lados, es decir, que los brazos de palanca 53 y 54 se encuentran, con respecto al eje de palanca 56, sobre lados diferentes, en particular opuestos entre sí. Independientemente de la forma de realización mostrada, existe típicamente un ángulo de más de 90º entre el brazo de palanca de accionamiento de entrada 53 y el brazo de palanca de accionamiento de salida 54, es decir, entre las articulaciones giratorias 35, 55 (o el eje 56) y 55, 45. Como se puede ver en la representación de la palanca 50 en la figura 2a, los brazos de palanca 53 y 54 están típicamente doblados, es decir, diferentes de 180º, de manera que las articulaciones 35 y 45 no se encuentran, en general, sobre una recta común con el eje de palanca 56.

[0025] Las articulaciones giratorias 31, 35, 42 y 45 tienen típicamente sólo un grado de libertad para una rotación alrededor de un eje de giro. No tienen típicamente ningún otro grado de libertad, por ejemplo para un movimiento de empuje.

[0026] El engranaje 2 está configurado con ventaja de forma asimétrica independientemente de la forma de realización mostrada. En particular, se cumple típicamente al menos una de las siguientes condiciones:

-los brazos de palanca 53, 54 tienen diferente

longitud;

-el contacto de erosión eléctrica 12 de la primera

pieza de conmutación 10 y el contacto de erosión

eléctrica 22 de la segunda pieza de conmutación

20 están dispuestos coaxiales alrededor del eje

de conmutación 3, y el eje de palanca 56 está

dispuesto desplazado radialmente con respecto al

eje de conmutación 3; o

-la distancia radial (es decir, la distancia perpendicularmente al eje de conmutación 3) entre el eje de palanca 56 y la articulación giratoria 31, con la que la barra de accionamiento de entrada 30 está articulada en la primera pieza de conmutación 10,y la distancia radial entre el eje de palanca 56 y la articulación giratoria 42, con la que la barra de accionamiento de salida 40 está articulada en la segunda pieza de conmutación 20, están seleccionadas diferentes;

-otras condiciones se mencionan de acuerdo con la descripción de la figura 3.

[0027] En general, el eje de palanca 56 está desplazado frente al eje medio 3, alrededor del cual están dispuestos coaxialmente los contactos de erosión eléctrica 12, 22. De esta manera, con una carrera predeterminada del accionamiento de entrada, es decir, en la zona de movimiento de la primera pieza de conmutación 10, se puede incrementar la carrera del accionamiento de salida, es decir, la zona de movimiento de la segunda pieza de conmutación 20. A la inversa, a través del desplazamiento entre el eje de palanca 56 y el eje medio 3 con una carrera predeterminada del accionamiento de

[0028] salida se puede reducir la carrera del accionamiento de entrada. De esta manera, se puede configurar compacto el tipo de construcción.

[0029] El engranaje representado en la figura 1 se puede modificar en diferentes aspectos. En particular, las barras o palancas de unión 30, 40, la palanca 50 y los carros 10, 20 se pueden transformar de manera opcional y/o se pueden sustituir por piezas con función similar. Por ejemplo, los carriles 16, 26 se pueden sustituir también por otras guías, por ejemplo por taladros; y la palanca de dos brazos 50 se puede sustituir por una palanca de un brazo.

[0030] Las figuras 2a a 2f muestran en una vista lateral esquemática estados de movimiento guante la apertura de los contactos del conmutador de potencia 1 mostrado en la figura 1. Allí se indica una carcasa 7, además de los elementos mostrados en la figura 1. Adicionalmente, primer contacto de erosión eléctrica 12 se representa de forma esquemática como tulipa 12 y el segundo contacto de erosión eléctrica 22 se representa de forma esquemática como clavija 22.

[0031] La figura 2a muestra el engranaje 2 en el estado de movimiento de la figura 1, que corresponde a un conmutador de potencia 1 cerrado. En ella se representa la primera pieza de conmutación 10 en el borde derecho de la primera zona de movimiento y la segunda pieza de conmutación 20 se representa en la proximidad del borde interior de la segunda zona de movimiento. La barra de accionamiento de salida 40 y el brazo de palanca de accionamiento de salida 54 no forman un ángulo extendido, pero se aproximan al mismo, por ejemplo hasta menos de 10º.

[0032] La figura 2b muestra el engranaje 2, después de que la primera pieza de conmutación 10 ha sido movida a través del accionamiento de entrada un trayecto pequeño hacia la izquierda. A través de este movimiento, la palanca 50 ha sido girada por medio de la barra de accionamiento de entrada 30 en contra del sentido de las agujas del reloj de tal manera que el brazo de palanca de accionamiento de salida 54 y la barra de accionamiento de salida 40 forman ahora un ángulo extendido, es decir, un ángulo de 180º. A través del ángulo extendido se mueve o bien se desplaza la segunda pieza de conmutación 20 a una posición de desviación máxima hacia la izquierda, es decir, hacia el borde izquierdo de la segunda zona de movimiento.

[0033] En la figura 2c, la primera pieza de conmutación 10 se mueve más hacia la izquierda, y la palanca 50 es girada de esta manera más en el sentido contrario a las agujas del reloj. El brazo de palanca de accionamiento de salida 54 y la barra de accionamiento de salida 40 están doblados ahora ligeramente más allá del ángulo extendido de la figura 2b. A través del ángulo doblado se mueve o bien se desplaza la segunda pieza de conmutación 20 de nuevo hacia la derecha fuera de la posición de desviación máxima.

[0034] De esta manera, el estado de movimiento representado en la figura 2b representa una posición de punto muerto del engranaje, dicho más exactamente una posición de punto muerto de la barra de accionamiento de salid 40, o dicho de otra manera, un punto de inversión del engranaje 2 o bien para el movimiento de la barra de accionamiento de salida 40. La posición de punto muerto es una posición de punto muerto exterior entre la barra de accionamiento de salida 40 y el brazo de palanca de accionamiento de salida 54.

[0035] En la figura 2c, la barra de accionamiento de salida 30 y el eje de conmutación 3 (o bien el eje medio 3 de los contactos de erosión eléctrica 12, 22 concéntricos) forman un ángulo recto. De esta manera, la desviación vertical de la articulación giratoria 35 es máxima, como se muestra en la figura 2c máxima hacia arriba. El movimiento siguiente de la primera pieza de conmutación 10 hacia la izquierda, que va desde la figura 2c hacia la figura 2d, reduce de nuevo la desviación vertical de la articulación giratoria 35: por lo tanto, en oposición a la dirección de movimiento hasta ahora de la palanca 50, se gira la palanca 50 durante la transición desde la figura 2c hasta la figura 2d en el sentido de las agujas del reloj. De esta manera, la figura 2 representa durante la ejecución de la desviación vertical máxima de la articulación giratoria 35 un punto de inversión para el movimiento de la palanca 50 alrededor del eje de palanca 56. También la figura 2c muestra, por lo tanto, una posición de punto muerto del engranaje 2. La posición de punto muerto de la figura 2c es, sin embargo, una posición de punto muerto de otro tipo que la posición de punto muerto de la figura 2b. La posición de punto muerto de la figura 2c es en primer lugar una posición de punto muerto de otra parte del engranaje que la posición de punto muerto de la figura 2b; y en segundo lugar no es una posición de punto muerto exterior, sino que está condicionada por el ángulo recto entre la barra de accionamiento de entrada y el eje de conmutación 3

[0036] o bien la pieza de conmutación 10 que se mueve a lo largo del eje de conmutación 10.

[0037] La demora de tiempo entre el transcurso de las posiciones de punto muerto mostradas en las figuras 2b y 2c se puede ajustar a través del ángulo entre el brazo de palanca de accionamiento de entrada 53 y el brazo de palanca de accionamiento de salida 54. Por lo tanto, independientemente de la forma de realización mostrada, se propone que el brazo de palanca de accionamiento de entrada 53 y el brazo de palanca de accionamiento de salida 54 estén doblados. Independientemente de ello, el ángulo doblado se selecciona con preferencia de tal forma que, durante el movimiento de la primera pieza de conmutación 10 en la primera zona de movimiento, se recorren la posición de punto muerto 62c y, dado el caso, las posiciones de punto muerto 62b y/o 62d (figura 3) se forma separada en el tiempo. Con preferencia, se realiza un movimiento de la segunda pieza de conmutación 20 entre dos posiciones de punto muerto diferentes, respectivamente.

[0038] La rotación de la palanca 50 en el sentido de las agujas del reloj, que pasa desde la figura 2c a la figura 2d, provoca que el brazo de palanca de accionamiento de salida 54 y la barra de accionamiento de salida 40 forman de nuevo el ángulo extendido ya representado en la figura 2b. De esta manera, el estado de movimiento representado en la figura 2d muestra de nuevo una posición de punto muerto del engranaje 2. La posición de punto muerto es una posición de punto muerto del mismo tipo que la posición de punto muerto representada en la figura 2b, a saber, una posición de punto muerto exterior entre el brazo de palanca de accionamiento de salida 54 y la barra de accionamiento de salida 40.

[0039] Las posiciones de punto muerto de las figuras 2b y 2d son, independientemente de la forma de realización mostrada, típicamente posiciones de punto muerto de la parte del lado de accionamiento de salida del engranaje 2, es decir, posiciones de punto muerto de una parte del engranaje clocada en el lado de accionamiento de salida del eje de palanca 56, por ejemplo de la articulación giratoria 45, que está articulada en el brazo de palanca de accionamiento de salida 54. Las posiciones de punto muerto de las figuras 2b y 2d son típicamente posiciones de punto muerto del mismo tipo, por ejemplo posiciones de punto muerto interiores o exteriores de las mismas partes del engranaje. Con ventaja son posiciones de punto muerto exteriores, es decir, posiciones de punto muerto que se caracterizan por un ángulo esencialmente de 180º, por ejemplo entre la palanca 50 y la barra de accionamiento de salida 40.

[0040] Independientemente de la forma de realización mostrada, la posición de punto muerto de la figura 2c y la posición de punto muerto de las figuras 2b o 2d son típicamente posiciones de punto muerto de diferente tipo, en particular de diferentes partes del engranaje 2, por ejemplo de la parte 10, 30, 35, 53 del lado del accionamiento y de la parte 54, 45, 40, 20 del lado del hacinamiento de salida del engranaje 2. Estas partes del engranaje pueden ser las articulaciones giratorias 35, 45 respectivas, que están presentes en el extremo del accionamiento o en el brazo de palanca de accionamiento de salida 54 de la palanca 50 como puntos de articulación para las barras de unión, bielas de unión o palancas de unión 30, 40.

[0041] En la figura 2e, la primera pieza de conmutación 10 se ha movido adicionalmente hacia la izquierda y la palanca 50 ha sido girada de esta manera adicionalmente en el sentido de las agujas del reloj. De esta manera, la segunda pieza de conmutación 20 se ha movido hacia la derecha, de manera que el primer contacto de erosión eléctrica 12 ha sido separado del segundo contacto de erosión eléctrica 22. De esta manera, el contacto mecánico y eléctrico directo entre los contactos de erosión eléctrica 12, 22 está separado. Después de la separación, aparece, en general, un arco voltaico, que se puede extinguir a través de un dispositivo de extinción adecuado del conmutador de potencia 1.

[0042] En la figura 2f, la primera pieza de conmutación 10 se ha movido hasta el borde izquierdo de la primera zona de movimiento. La palanca 50 ha sido girada de esta manera adicionalmente en el sentido de las agujas del reloj. De este modo, la segunda pieza de conmutación 20 se ha movido hasta el borde derecho de la segunda zona de movimiento. El primer contacto de erosión eléctrica 12 y el segundo contacto de erosión eléctrica 22 están separados, por lo tanto, a la distancia máxima uno del otro, y el conmutador de potencia 1 tiene los contactos abiertos.

[0043] Las figuras 3a a 3d muestran diagramas de la carrera, de la velocidad y de la aceleración de la primera pieza de conmutación 10 y de la segunda pieza de conmutación 20 durante el movimiento representado en las figuras 2a a 2f para la apertura de los contactos del conmutador de potencia 1. En estos diagramas, el eje horizontal representa la desviación de la primera pieza de conmutación 10 a lo largo de su zona de movimiento en la dirección longitudinal del eje de conmutación 3. Por lo tanto, la curva de la carrera 61 de la primera pieza de conmutación 10 es, por definición, una línea recta. El borde izquierda o derecho del eje horizontal corresponde al borde de la zona de movimiento de la primera pieza de conmutación 10 cuando el conmutador 1 está cerrado o abierto, respectivamente.

[0044] Cuando el movimiento de la primera pieza de conmutación 10 se aproxima como movimiento con velocidad constante, entonces se puede considerar el eje horizontal también de acuerdo con la rotulación de las figuras 3a a 3d como eje de tiempo. Esta aproximación solamente es válida, tomada con exactitud, al término de una fase de aceleración del accionamiento de entrada inicial corta, durante la cual la primera pieza de conmutación se acelera ala velocidad esencialmente constante. Como final de la fase de aceleración del accionamiento de entrada o del accionamiento de salida se puede colocar el punto, a partir del cual la pieza de conmutación correspondiente está acelerada aproximadamente al 50 % de su velocidad máxima. A partir de este punto, se inicia una fase de movimiento de la pieza de conmutación correspondiente, que se caracteriza con preferencia por una velocidad esencialmente constante, es decir, hasta una tolerancia del 50 %.

[0045] En la curva de carrera 62 de las figuras 3a y 3b, los puntos 62a a 62f corresponden, respectivamente, a los estados del engranaje representados en las figuras 2a a 2f. La curva de carrera 62 de la figura 3a muestra que la desviación de la segunda pieza de conmutación 20 es casi constante en una fase inicial (parte de la curva de carrera 62a-d), y que la segunda pieza de conmutación 20 es, por lo tanto, al principio casi inmóvil. Solamente después de esta fase inicial, que se puede designar como fase de aceleración previa, se acelera visiblemente la segunda pieza de conmutación 20.

[0046] En la figura 3b, la carrera de la segunda pieza de conmutación 20 se representa de forma fragmentaria a una escala muy ampliada. Sobre esta escala es visible el movimiento de la segunda pieza de conmutación 20 también durante su fase de aceleración previa. El movimiento está identificado por medio de tres cambios de dirección 62b, 62c y 62d, que son provocados por las posiciones de punto muerto (puntos de inversión) mostradas, respectivamente, en las figuras 2b, 2cy 2d. Cuando las tres posiciones de punto muerto, a saber, la primera posición de punto muerto 62b, la segunda posición de punto muerto 62c y la tercera posición de punto muerto han sido atravesadas, se asegura que la segunda pieza de conmutación 20 experimente la aceleración reducida mostrada en la figura 3a durante la fase de aceleración previa. Por lo tanto, como el final de la fase de aceleración previa de la segunda pieza de conmutación 20 se puede considerar el punto 62d, en el que se atraviesa la tercera o última posición de punto muerto, durante la cual el conmutador de potencia 1 está todavía cerrado.

[0047] A través de la fase de aceleración previa de la segunda pieza de conmutación 20 se puede separar temporal la fase de aceleración de la primera pieza de conmutación 10 de la fase de aceleración de la segunda pieza de conmutación 20. Esto es posible cuando la fase de aceleración de la segunda pieza de conmutación 20 se inicia ya después del final de la fase de aceleración de la primera pieza de conmutación 10. De esta manera, se puede evitar que el accionamiento para la primera pieza de conmutación 10 tenga que acelerar fuertemente al mismo tiempo dos piezas de conmutación 10, 20, y la energía de aceleración del accionamiento de entrada se puede utilizar de manera más ventajosa. Al mismo tiempo, durante el cierre del conmutador 1, es decir, durante el movimiento inverso, el movimiento relativo de las piezas de conmutación 10, 20 se puede frenar de manera más suave, lo que puede reducir el desgaste del material de las piezas de conmutación 10, 20.

[0048] También a través de la reducción de la fase de aceleración, se puede elevar la aceleración. También a través de la desviación más reducida de la segunda pieza de conmutación 20 durante la fase de aceleración previa se reduce la zona de movimiento, necesaria para la conmutación, de la segunda pieza de conmutación 20, con lo que se puede realizar un tipo de construcción más compacto del conmutador.

[0049] Como se muestra en la figura 2e, los contactos de erosión eléctricas 12, 22 solamente se separan durante o incluso después del final de la fase de aceleración de la segunda pieza de conmutación 20. De esta manera, se puede garantizar que la velocidad relativa de las piezas de conmutación 10, 20 sea alta durante la separación del contacto eléctrico. De esta manera, se alarga rápidamente un arco voltaico producido durante la separación y de esta manera e puede extinguir más fácilmente.

[0050] En la figura 3c se representan las curvas de la velocidad 63 de la primera pieza de conmutación 10 y 64 de la segunda pieza de conmutación 20, es decir, las primeras derivaciones de las curvas de carrera 61 y 62, respectivamente, de la figura 3a. En la figura 3d se representa la curva de aceleración 66 de la segunda pieza de conmutación 20, es decir, la segunda derivación de la curva de carrera 62 de la figura 3a.

[0051] La posición final del conmutador 1 para el estado de conmutación 62a de contacto cerrado (ver la figura 3b) se puede variar sin desviarse de la invención. En particular, la posición final puede estar seleccionada como punto opcional, que se encuentra delante del último punto de inversión 62d. En este caso, se prefiere que en la posición final del conmutador 1 para el estado de conmutación cerrado está presente un estado del engranaje, que está más cerca de la posición de punto muerto 62b que de la posición de punto muerto 62c. Cerca se define en este caso según la distancia sobre el eje horizontal del diagrama de carrera, por ejemplo de la figura 3b, es decir, según la longitud espacial de un movimiento real o imaginario de la primera pieza de conmutación 10 a lo largo del eje de conmutación 3.

[0052] Independientemente de la forma de realización mostrada, el movimiento, que se puede transmitir a través del engranaje 2, comprende típicamente un movimiento para la apertura de los contactos del conmutador 1. El engranaje 2 está configurado típicamente de tal forma que durante el movimiento para la separación del conmutador 1, se atraviesa la posición de punto muerto 62d después de la posición de punto muerto 62c y/o de tal forma que la posición de punto muerto 62c es atravesada después de la posición de punto muerto 62b. Los contactos de erosión eléctrica 12, 22 pueden estar dispuestos y el engranaje 2 puede estar configurado de tal forma que durante el movimiento para la apertura del contacto del conmutador 1, se separan en primer lugar los contactos de erosión eléctrica 12, 22, después de que ha sido atravesada la posición de punto muerto 62c y después de que, dado el caso, han sido atravesadas la posición de punto muerto 62d y/o, dado el caso, la posición de punto muerto 62d.

[0053] La configuración típicamente asimétrica del engranaje se puede caracterizar por una o varias de las otras condiciones siguientes para asimetría y se pueden cumplir independientemente de las formas de realización mostradas:

-el engranaje proporciona posiciones de punto muerto del lado de accionamiento de entrada y de accionamiento de salida, que están separadas unas de las otras. En particular, el engranaje está configurado de tal forma que durante un estado de movimiento de la primera pieza de conmutación en la primera zona de movimiento, la barra de accionamiento de salida o bien una articulación giratoria de la barra de accionamiento de salida atraviesa una posición de punto muerto, mientras que la barra de accionamiento de entrada o bien la articulación giratoria de la barra de accionamiento de entrada no atraviesan ninguna posición de punto muerto; o de tal manera que la barra de accionamiento de entrada o bien una articulación giratoria de la barra de accionamiento de entrada atraviesan una posición de punto muerto, mientras que la barra de accionamiento de salida o bien una articulación giratoria de la barra de accionamiento de salida no atraviesan ninguna posición de punto muerto;

-el engranaje está configurado de tal forma que durante el movimiento de la primera pieza de conmutación en la primera zona de movimiento, la barra de accionamiento de salida o bien una articulación giratoria de la barra de accionamiento de salida atraviesan una posición de punto muerto de otro tipo que la barra de accionamiento de entrada o bien una articulación giratoria de la barra de accionamiento de entrada; o de tal manera que la barra de accionamiento de entrada o bien una articulación giratoria de la barra de accionamiento de entrada atraviesan una posición de punto muerto distinta que la barra de accionamiento de salida o bien una articulación giratoria de la barra de accionamiento de salida; o -la relación de transmisión del engranaje no es lineal.

[0054] Las figuras 4a a 4f muestran estados del movimiento durante la apertura de los contactos de otro conmutador de potencia de acuerdo con la invención. Aquí, los mismos signos de referencia que en las figuras precedentes remiten a partes iguales o funcionalmente similares. La geometría y la disposición de las partes del engranaje representadas en las figuras 4a a 4f solamente se diferencian en una medida insignificante de la geometría y de la disposición representadas en las figuras 2a a 2f. Don embargo, la descripción de las figuras 2a a 2f se aplica aquí de forma esencialmente similar.

[0055] Las figuras 5a y 5b muestran el diagrama de la carrera para el lado de accionamiento de salida (similar a las figuras 3a y 3b) y la figura 5c muestra el diagrama de la velocidad para el lado del accionamiento de salida (similar a la figura 3c) durante la apertura de los contactos del conmutador de potencia representado en las figuras 4a a 4f. 64e designa una fase de aceleración y 64f designa la velocidad final de la segunda pieza de conmutación 20. Para estas figuras se aplica también la descripción de las figuras 3a a 3c aquí de una manera esencialmente correspondiente.

[0056] La primera pieza de conmutación 10 del lado del accionamiento está conectada con ventaja con la tobera de sustancia aislante (no representada) del conmutador de potencia 1 y es accionada por ésta.

Lista de signos de referencia

[0057]

1 Conmutador de potencia 2 Engranaje 3 Eje medio, eje de conmutación 7 Carcasa 10 Primera pieza de conmutación 12 Primer contacto de erosión eléctrica / tulipa 14 Primer elemento de corredera

15 Acoplamiento

16 Carril

20 Segunda pieza de conmutación

22 Segundo contacto de erosión eléctrica / clavija

24 Segundo elemento de corredera

25 Acoplamiento

26 Carril

30 Barra de accionamiento, biela de accionamiento

31 Articulación giratoria 30-10

35 Articulación giratoria 30-50

40 Barra de salida, biela de salida

42 Articulación giratoria 40-20

45 Articulación giratoria 40-50

50 Palanca de dos brazos

53 Brazo de palanca de accionamiento de entrada

54 Brazo de palanca de accionamiento de salida

55 Articulación de palanca

56 Eje de palanca

61 Leva de subida de la primera pieza de conmutación

62 Leva de subida de la segunda pieza de conmutación

62-a-f Puntos sobre la leva de subida, que corresponden a los estados en las figuras 2a-2f

63 Curva de la velocidad de la primera pieza de conmutación

64 Curva de la velocidad de la segunda pieza de conmutación

64e Fase de aceleración de la segunda pieza de conmutación

64f Velocidad final de la segunda pieza de conmutación

66 Curva de la aceleración de la segunda pieza de conmutación

Claims

REIVINDICACIONES

1.-Conmutador de potencia eléctrica (1), que comprende una primera pieza de conmutación (10) con un primer contacto de erosión eléctrica (12), una segunda pieza de conmutación (20) con un segundo contacto de erosión eléctrica (22), un accionamiento para el movimiento de la primera pieza de conmutación (10) en una primera zona de movimiento a lo largo de un eje de conmutación (3), y un engranaje (2) para la transmisión del movimiento de la primera pieza de conmutación (10) sobre un movimiento de la segunda pieza de conmutación (20), en el que la primera zona de movimiento comprende una zona parcial de contacto y una zona parcial de separación, y los contactos de erosión eléctrica (12, 22) están en contacto entre sí, cuando la primera pieza de conmutación (10) se encuentra en la zona parcial de contacto, y los contactos de erosión eléctrica (12, 22) están separados uno del otro cuando la primera pieza de conmutación (10) se encuentra en la zona parcial de separación, caracterizado porque

-el engranaje (2) tiene una primera posición de punto muerto (62c), que es atravesada durante el movimiento de la primera pieza de conmutación (109 en la zona parcial de contacto.
2.-Conmutador de potencia eléctrica (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque

-el engranaje (2) comprende una barra de accionamiento de entrada (30), una barra de accionamiento de salida (40) y una palanca (50), en particular una palanca (50) de dos brazos, que es pivotable alrededor de un eje de palanca (56), y que presenta un brazo de palanca de

accionamiento de entrada (53) y un brazo de

palanca de accionamiento de salida (54),

-la barra de accionamiento de entrada (30) está articulada de forma pivotable con una articulación giratoria (31) en la primera pieza de conmutación (10) y está articulada con otra articulación giratoria (35) de forma giratoria en el brazo de palanca de accionamiento de entrada (53), y

-la barra de accionamiento de salida (40) está articulada de forma giratoria con una articulación (42) en la segunda pieza de conmutación (20) y está articulada con otra articulación giratoria (45) de forma giratoria en el brazo de palanca de accionamiento de salida (54).
3.-Conmutador de potencia eléctrica (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el brazo de palanca de accionamiento de entrada (52) y el brazo de palanca de accionamiento de salida (54) forman un ángulo curvado.
4.-Conmutador de potencia eléctrica (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer contacto de erosión eléctrica (12) y el segundo contacto de erosión eléctrica (22) están dispuestos coaxialmente alrededor del eje de conmutación y porque el eje de palanca (56) está dispuesto desplazado radialmente con respecto al eje de conmutación (3).
5.-Conmutador de potencia eléctrica (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 4, en el que la primera posición de punto muerto (62c) es un punto de inversión para el movimiento de articulación de la

palanca (50) alrededor del eje de palanca (56).
6.-Conmutador de potencia eléctrica (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque la primera posición de punto muerto (62c) se caracteriza por un ángulo esencialmente recto entre la barra de accionamiento de entrada (30) y el eje de conmutación (3).
7.-Conmutador de potencia eléctrica (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el engranaje (2) tiene una segunda posición de punto muerto (62b), que es atravesada durante el movimiento de la primera pieza de conmutación (10) en la primera zona de movimiento.
8.-Conmutador de potencia eléctrica (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el engranaje (2) tiene una tercera posición de punto muerto (62d), que es atravesada durante el movimiento de la primera pieza de conmutación (10) en la primera zona de movimiento.
9.-Conmutador de potencia eléctrica (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque la segunda posición de punto muerto (62d) y/o, dado el caso, la tercera posición de punto muerto (62d) son posiciones de punto muerto de una parte del engranaje

(2) del lado del accionamiento de salida con relación al eje de palanca (56).
10.-Conmutador de potencia eléctrica (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la segunda posición de punto muerto (62b) y, dado el caso, la tercera posición de punto muerto (62d) son posiciones de punto muerto de la articulación giratoria

(45)

en el brazo de palanca de accionamiento de salida

(54)

y con preferencia son posiciones exteriores de punto muerto.
11.-Conmutador de potencia eléctrica (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque el engranaje (2) está configurado de tal forma que durante el movimiento de la primera pieza de conmutación

(10)

en la primera zona de movimiento, la primera, dado el caso la segunda y, dado el caso, la tercera posición de punto muerto (62c, 62b, 762d) son atravesadas de manera separada unas de las otras.
12.-Conmutador de potencia eléctrica (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque, dado el caso, la segunda y/o, dado el caso, la tercera posición de punto muerto (62b, 62d) son atravesadas durante el movimiento de la primera pieza de conmutación (10) en la zona parcial de contacto.
13.-Procedimiento para la separación del contacto de un conmutador de potencia eléctrica (1), que comprende una primera pieza de conmutación (10) con un primer contacto (12), una segunda pieza de conmutación (20) con un segundo contacto (22) y un engranaje (2) y que presenta en particular un conmutador de potencia (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el procedimiento presenta las siguientes etapas:

-la primera pieza de conmutación (10) se mueve en una dirección de separación a lo largo de un eje de conmutación (3), el engranaje (2) transmite el movimiento de la primera pieza de conmutación

(10) sobre un movimiento de la segunda pieza de conmutación (20) a lo largo del eje de conmutación (3) y el primer contacto (12) y el segundo contacto (22) son separados uno del otro a través del movimiento de las piezas de conmutación (10, 20), caracterizado porque

-el movimiento de la segunda pieza de conmutación

(20) cambia al menos una vez la dirección antes de la separación de los contactos (12, 22).
14.-Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el movimiento de la primera

pieza

de conmutación (10) comprende una fase de

aceleración

y a continuación de ella una fase de

movimiento,

el movimiento de la segunda pieza de

conmutación (20) comprende una fase de aceleración y a continuación de ella una fase de aceleración, y la fase de aceleración de la segunda pieza de conmutación (20) comprende al menos un cambio de dirección del movimiento de la segunda pieza de conmutación (20).
15.-Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque la fase de aceleración de la segunda pieza de conmutación (20) solamente se inicia después de la terminación de la fase de aceleración de la primera pieza de conmutación (10).
16.-Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 15, caracterizado porque los contactos (12, 22), en particular contactos de erosión eléctrica (12, 22), son separados uno del otro después de la terminación de la fase de aceleración previa de la segunda pieza de conmutación (20).
17.-Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque los contactos (12, 22), en particular contactos de erosión eléctrica (12, 22), son separados uno del otro antes de la terminación de la fase de aceleración de la segunda pieza de conmutación (20).