MX2013010202A - Costacircuito de energia de alto voltaje, aislado de los gases. - Google Patents
Costacircuito de energia de alto voltaje, aislado de los gases.Info
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Abstract
Se describe un cortacircuito de alto voltaje aislado de los gases (1) que contiene un volumen de compresión (4) y un volumen de baja presión (5) así como una válvula (6) que conecta los dos volúmenes (4, 5) uno con el otro, y por medio de los cuales el gas aislante fluye hacia afuera del volumen de baja presión (5) hacia el volumen de compresión (4), cuando el cortacircuito se cierra y el gas fluye hacia afuera del volumen de compresión (4) en la dirección inversa hacia el volumen de baja presión (5), cuando el cortacircuito se abre por arriba de un valor de umbral de la presión de gas. Es lograda una modalidad simplificada del cortacircuito mientras que se ahorran partes componentes, porque al menos un orificio (71) y al menos un resorte de planchuela (7), que es mantenido sobre un lado y es elásticamente flexionable dependiendo de la presión del gas aislante en el volumen de compresión (4), son formados en una placa de válvula (9) de la válvula (6). El resorte de flexión (7) cierra el orificio (71) cuando el cortacircuito se cierra y lo desbloquea cuando el cortacircuito se abre, tan pronto como la presión del gas aislante comprimido en el volumen de compresión (4) excede el valor de la presión de gas en el espacio de baja presión (5) por al menos 2 bares.
Description
CORTACIRCUITO DE ENERGIA DE ALTO VOLTAJE, AISLADO DE LOS
GASES
Campo de la Invención
La invención se refiere al campo de la tecnología de alto voltaje y se refiere a un cortacircuito de energía de alto voltaje, aislado de los gases, el cual puede ser utilizado dentro del intervalo de voltaje de entre varios kV y varios cientos de kV, de acuerdo al preámbulo de la reivindicación 1 de patente.
Antecedentes de la Invención
Tal cortacircuito, también llamado un cortacircuito de chorro de gas comprimido, es utilizado especialmente en redes de distribución de energía. Este está diseñado de una manera tal que en el caso de una separación de los contactos, o en el caso de un cortocircuito, un arco es disparado con el gas y en consecuencia extinguido tan rápidamente como es posible. El gas que es utilizado principalmente para este propósito es SF6 (hexafluoruro de azufre) .
Un cortacircuito del tipo referido en la introducción es descrito en la Patente Alemana DE 4211159 Al y en la Patente de los Estados Unidos No. 5589673. En el caso de este cortacircuito, una cámara de presión, en la cual es creado el arco, es conectada de una manera controlada por válvula a una cámara de compresión. La cámara de compresión
Ref. 243536 está conectada a una cámara de baja presión vía una válvula de sobrepresión y una válvula de reabastecimiento. Las válvulas están acomodadas en una forma de anillo y de una manera a tope con una zona de traslape. La válvula de sobrepresión, sobre el lado de la cámara de baja presión, es presionada por un resorte contra un porta-válvula en la dirección del volumen de compresión. El gas puede por lo tanto fluir desde el volumen de compresión hacia la cámara de baja presión únicamente cuando su presión es más alta que la fuerza del resorte. Este tipo de construcción no obstante, es relativamente complicado y requiere un gran número de elementos .
Un cortacircuito del tipo referido en la introducción es también descrito en la solicitud europea previa 09170549.1, la publicación de la cual fue proporcionada el 23.03.2011 con el número de publicación 2299464.
La Patente Europea EP 2270828 Al describe además un cortacircuito de energía, de alto voltaje, que es construido como un cortacircuito de chorro propio, en el cual una válvula de retención esta acomodada entre dos volúmenes de su cámara de extinción. Esta válvula tiene al menos una placa flexible, metálica, pequeña que puede moverse entre un asiento de válvula y un tope de la válvula dentro de su deformabilidad elástica. La válvula está diseñada de modo que con la apertura del cortacircuito ésta hace posible la alimentación del gas frío, comprimido, desde un volumen de compresión a un volumen de calentamiento que es sometido a la acción de los gases en arco, pero previene que los gases de arco calientes fluyan desde el volumen de calentamiento hacia el volumen de compresión. Por lo tanto, para al menos una placa pequeña es utilizada un material que pueda resistir temperaturas de hasta 2500°C.
Se hace referencia también a la Patente Europea EP 1939910 Al. Este documento describe un cortacircuito de gas comprimido con una pluralidad de contactos que son movibles uno con relación al otro. Acomodado alrededor de un primer contacto está un volumen de chorro que es conectado vía un pasaje de chorro a una zona de formación de arco. El volumen de chorro es aislado de una cámara de baja presión por medio de un elemento de separación. En el elemento de separación se hace la provisión para una abertura de flujo de lado a lado que sirve para el intercambio de gases entre el volumen de chorro y la cámara de baja presión.
Breve Descripción de la Invención
Por medio de la presente invención, el tipo de construcción del cortacircuito de energía de alto voltaje, aislado de los gases, del tipo referido en la introducción, tiene que ser simplificado y tiene que ser también reducido el número de componentes que son requeridos.
El cortacircuito aislado de los gases de acuerdo a la invención comprende un dispositivo de compresión, operado por un accionamiento del cortacircuito, con un volumen de compresión que es rellenado con gas aislante y en el cual el gas aislante es comprimido, formando un gas de extinción, cuando la válvula se abre, un volumen de baja presión que es llenado con el gas aislante, y una válvula que interconecta la cámara de compresión y la cámara de baja presión, a través de cuya válvula el gas aislante fluye desde el volumen de baja presión hacia el volumen de compresión, cuando el cortacircuito se cierra, y a través del cual el gas aislante fluye desde el volumen de compresión en la dirección inversa hacia el volumen de baja presión cuando el cortacircuito se abre por arriba de un valor de umbral de la presión de gas de extinción, teniendo la válvula los siguientes elementos:
un cuerpo de válvula, que es guiado a través de la pared de la cámara de compresión, con un pasaje de gas que conecta al volumen de compresión y el volumen de baja presión, y con un asiento de válvula que abarca el pasaje del gas,
una placa de válvula que es operada por el gas aislante, es moviblemente montada en el cuerpo de válvula y se asienta sobre el asiento de válvula cuando el cortacircuito se abre, y también
un tope que está integrado dentro del cuerpo de válvula y limita el movimiento de la placa de válvula cuando el cortacircuito se cierra.
La placa de válvula tiene al menos un orificio y al menos un resorte de planchuela que es sujetado sobre un lado, es elásticamente flexionable en dependencia de la presión del gas aislante en el volumen de compresión, cierra el orificio cuando el cortacircuito se cierra, abre el orificio cuando el cortacircuito se abre, y limita un pasaje de flujo, el cual es guiado a través del orificio, para el gas aislante que se descarga desde el volumen de compresión, tan pronto como la presión de gas aislante comprimido en el volumen de compresión excede el valor de la presión de gas en la cámara de baja presión por al menos dos bares.
En comparación con la técnica anterior más parecida, en la cual la válvula que está acomodada entre el volumen de compresión y el volumen de baja presión tiene dos placas de válvula traslapadas, anulares y un resorte de válvula, la válvula en el caso del cortacircuito de acuerdo a la invención requiere únicamente una placa de válvula simple. En comparación con la técnica anterior, se realiza por lo tanto un ahorro sobre una placa de válvula y un resorte. Ya que en vez de las dos placas de válvula traslapadas y un resorte para el ajuste, únicamente una placa de válvula simple tiene que ser ahora construida dentro de la válvula, el cortacircu to de acuerdo a la invención puede ser producido y mantenido de una manera significativamente más fácil. Ya que esta placa de válvula simple tiene al menos un orificio y al menos un resorte de planchuela que normalmente cierra el orificio y únicamente abre el orificio por arriba de una sobrepresión de dos bares como resultado de la flexión elástica y en el proceso conecta el volumen de compresión al volumen de baja presión, no solamente el relleno objetivo del volumen de compresión con gas aislante fresco durante el cierre del cortacircuito es logrado con esta placa de válvula simple, sino con la apertura del cortacircuito una sobrepresión en el volumen de compresión que alcanza dos o más bares, es efectivamente limitada al mismo tiempo. El resorte de planchuela tiene una constante de muelle relativamente alta y en consecuencia también una fuerza de restauración fuerte. Por lo tanto, no es necesario limitar el viaje del resorte de planchuela mismo cuando ocurren altas sobrepresiones , por medio de un tope fijo que limita la deflexión del resorte de planchuela.
El resorte de planchuela puede ser formado dentro de la placa de válvula por medio de al menos una incisión. Esta incisión puede ser dirigida perpendicularmente a la superficie de la placa de válvula. Alternativamente, al menos una sección de al menos una incisión puede ser dirigida de una manera inclinada en relación a la superficie de la placa de válvula. El ángulo de inclinación debe ser de 60° a lo más .
La placa de válvula puede ser producida a partir de una lámina de acero para resorte, el espesor de la cual en relación a la longitud del resorte de planchuela es seleccionado de modo que con la deflexión del resorte de planchuela es evitada una deformación plástica, y el orificio es abierto cuando es excedido el valor de umbral .
La placa de válvula puede ser diseñada como un disco anular y al menos un resorte de planchuela puede ser construido como una sección circular con respecto a un punto intermedio del disco anular y puede tener al menos tres lados cortados en el disco anular, de los cuales al menos uno está radialmente orientado y al menos dos están dirigidos concéntricamente .
El disco anular puede tener una pluralidad de resortes de planchuela que son formados en cada caso como una sección circular con respecto al punto intermedio del disco anular y tienen en cada caso al menos tres lados que son cortados dentro del disco anular, de los cuales al menos uno está radialmente orientado y al menos dos están concéntricamente dirigidos, en donde cada dos de los resortes de planchuela están acomodados de una manera imagen en el espejo uno con relación al otro, con respecto a una línea diametral del disco anular. ·
En el caso de un cortacircuito con un volumen de calentamiento que está conectado al volumen de compresión vía una válvula de retención para el acomodo de los gases de arco, la placa de válvula y al menos un resorte de planchuela pueden ser formados a partir de un acero para resorte estándar que es realizado como acero de alto grado, no aleado o de baja aleación. En contraste a la técnica anterior de acuerdo a la Patente Europea EP 22 70 828, en la cual una válvula de retención que está acomodada entre el volumen de calentamiento y el volumen de compresión tiene una chapaleta de válvula que consiste de un material que puede resistir temperaturas de hasta 2500°C, un acero para resorte estándar es adecuado únicamente para el uso a temperaturas de operación de hasta aproximadamente 300 °C a lo más.
Breve Descripción de las Figuras
Los desarrollos, ventajas y aplicaciones adicionales de la invención son conseguidos a partir de la siguiente descripción con referencia a las Figuras. En este caso en las Figuras :
La Figura 1 muestra una sección transversal a lo largo del eje longitudinal de una modalidad del cortacircuito de energía de alto voltaje, de acuerdo a la invención, que es realizado como un cortacircuito de chorro propio,
La Figura 1A muestra un agrandamiento de una región del cortacircuito de acuerdo a la Figura 1, que es mostrado en recuadro en la Figura 1,
Las Figuras 2A-2D a la 4 muestran en vista en planta en cada caso en modalidades de una placa de válvula de una válvula del cortacircuito de de acuerdo a la Figura 1,
La Figura 5 muestra una vista superior en la dirección de la flecha de una sección dirigida a lo largo del eje IV - IV a través de la modalidad de la placa de válvula de acuerdo a la Figura 4, y
La Figura 6 muestra una vista superior en la dirección de la flecha de una sección dirigida a lo largo del eje IV - IV a través de una modalidad modificada de la placa de válvula de acuerdo a la Figura 4.
Las designaciones que son utilizadas en las Figuras y su significado se listan en resumen en la lista de designaciones. Las partes que no son esenciales para el entendimiento de la invención no son mostradas en algunos casos. Las modalidades descritas son a manera de ejemplo para la materia de interés de la invención, y no tienen efecto limitante, más bien la invención puede también ser implementada de otra manera dentro del alcance de las reivindicaciones de patente.
Descripción Detallada de la Invención
La Figura 1 muestra una sección transversal a lo largo de un eje longitudinal 11 de una modalidad de un cortacircuito de energía 1, de alto voltaje, aislado de los gases, de 3? e^? a la invención. El cortacircuito es construido como un cortacircuito de chorro propio y tiene un alojamiento, no mostrado, que es llenado con un gas aislante, tal como SF6 en particular, de algunas bares de presión, el alojamiento delimita externamente un volumen de baja presión 5. Mostrado a la izquierda del eje longitudinal 11 está un primer estado operativo del cortacircuito 1 y mostrado hacia el lado derecho del eje longitudinal 11 está un segundo estado operativo del cortacircuito 1, cuyos estados son subsecuentemente llamados operación de llenado y operación de sobrepresión .
El cortacircuito 1 tiene un contacto de corriente nominal 2c que es movible en la dirección del eje longitudinal 11 del cortacircuito 1 de una manera tal que puede hacer contacto con un contacto de corriente nominal 2d. El cortacircuito tiene también un contacto de arqueo 2a que es movible en la dirección del eje longitudinal 11 del cortacircuito 1 de una manera tal que éste puede hacer contacto con un contacto de arqueo 2b. Un arco, el cual es creado con la interrupción de una corriente después de la separación de los dos contactos de arqueo 2a, 2b, es identificado por la designación 15. Con la interrupción de una corriente operativa, como una regla el arco 15 es débil. Con la interrupción de una corriente del cortacircuito, no obstante, pueden ocurrir arcos 15 muy intensos. Estas dos posibilidades son expandidas en el curso posterior de la descripción, debido a que requieren un procedimiento separado en la extinción del arco 15.
La extinción del arco 15 es llevada a cabo mediante el soplado del arco 15 el cual se quema en una zona 3 de formación de arco por medio de un gas de extinción que tiene una presión más alta en comparación con el gas aislante que está presente en el volumen de baja presión 5. El gas de extinción puede ser formado por medio del arco 15, los gases de arco del cual son almacenados en el volumen de calentamiento 19 en la fase de alta corriente de la corriente que va a ser apagada y con cruce cero de los flujos de corriente a través de un pasaje de calentamiento 17 hacia la zona de formación de arco 3 y enfría el arco 15. El pasaje de calentamiento 17 es formado típicamente entre una boquilla auxiliar 16a y una boquilla principal 16b. El gas de extinción, con la abertura del cortacircuito puede también ser proporcionado al mismo tiempo en un volumen de compresión 4 el cual es parte de un dispositivo de compresión que es operado por un accionador A del cortacircuito.
En vez de ser diseñado como un cortacircuito de chorro propio, el cortacircuito de acuerdo a la invención puede también ser diseñado como un cortacircuito separador. Los gases de arco pueden luego entrar directamente al volumen de compresión 4 desde la zona de formación de arco cuando el cortacircuito se abre.
En el caso del cortacircuito de chorro propio el cual es mostrado en las Figuras 1 y 1A, el volumen de calentamiento 19 es separado del volumen de compresión 4 por medio de una válvula de retención 1 . Tanto en el caso del cortacircuito de chorro propio como en el caso del cortacircuito separador, no obstante, el volumen de compresión 4 es separado del volumen de baja presión 5 por medio de una válvula 6. El volumen de baja presión 5 es en general designado como un volumen de escape, pero puede también tener un volumen de relleno que es separado del volumen de escape y en el cual es también almacenado gas aislante fresco que está en gran medida libre de los gases de escape después de la apertura del cortacircuito.
Con el cierre del cortacircuito, es formado un flujo 12, dirigiendo el gas aislante desde el volumen de baja presión 5 a través de la válvula 6 hacia la cámara de compresión 4 (parte de las Figuras 1 y 1A localizada a la izquierda del eje 11) . Con la apertura del cortacircuito, es formado un flujo 13 tan pronto como el volumen de compresión 4 tiene una sobrepresión de al menos 2 bares en relación al volumen de baja presión 5. Este flujo dirige gas aislante comprimido, que sirve como gas de extinción, desde el volumen de compresión 4 en la dirección inversa hacia el volumen de baja presión 5 (parte de las Figuras 1 y 1A localizada a la derecha del eje 11) .
A partir de la Figura 1A se observa que la válvula 6 tiene los siguientes elementos:
un cuerpo de válvula 30 que es guiado a través de una pared de la cámara de compresión 4, con un pasaje de gas 31 que conecta el volumen de compresión 4 y el volumen de baja presión cinco, y un asiento de válvula 32 que abarca el pasaje de gas,
una placa de válvula 9 que es operada por el gas aislante, es moviblemente montada en el cuerpo de válvula 30, y se asienta sobre el asiento de válvula 32 de una manera hermética al gas cuando el cortacircuito se abre (mitad a mano derecha de la Figura 1A) y también
un tope 8 integrado dentro del cuerpo de válvula 30, el cual limita el movimiento de la placa de válvula 9 hacia la parte superior con el cierre del cortacircuito (mitad a mano izquierda de la Figura 1A) y está acomodado sobre el lado de la placa de válvula 9 de cara lejos del asiento de válvula 32. La posición del tope 8 determina la distancia máxima por la cual la placa de válvula 9 puede ser elevada del asiento de válvula 32.
La placa de válvula 9 es claramente diseñada como un disco anular que es dirigido alrededor del eje longitudinal 11 del cortacircuito 1.
A partir de la Figura 1A se puede observar que la placa de válvula 9 tiene un orificio 71 y un resorte de planchuela 7 que es sujetado sobre un lado y es elásticamente flexionable en dependencia de la presión del gas aislante en el volumen de compresión 4.
El cortacircuito 1 de acuerdo a la invención también comprende un elemento inferior 21, el cual comprende un pistón del dispositivo de compresión, y un elemento superior 20, el cual comprende un cilindro del dispositivo de compresión. En la modalidad ejemplar descrita, el elemento superior 20 es moviblemente acomodado en la dirección del eje longitudinal 11 y el elemento inferior 21 es fijo. Con la separación de los dos contactos 2a y 2b de formación de arco, el elemento superior 20, sobre el cual es acoplado el contacto de formación de arco 2a, es desplazado en la dirección lejos del segundo contacto de formación de arco 2B.
Las Figuras 2A-2D muestran en las Figuras 2A a la
2D, diferentes modalidades de la placa de válvula 9. En estos ejemplos, las placas de válvula 9 son construidas en cada caso como un disco anular con un borde externo 18a y un borde interno 18b. Las formas, las cuales resultan de las líneas mostradas dentro de los bordes 18a, 18b, corresponden a una pluralidad de resortes de planchuela 7. Cada resorte de planchuela 7 es cortado en el disco anular sobre el espesor completo del disco anular. Las líneas indican las incisiones dentro del material del disco anular.
La placa de válvula 9 puede ser intercambiada por otra placa de válvula 9 de espesor diferente, y los resortes de planchuela y orificios 71 conformados de manera diferente. Esto permite la adaptación del cortacircuito 1 de acuerdo a la invención a los parámetros subsecuentemente explicados, tal como el volumen de pasaje del gas y el valor de umbral de la sobrepresión.
Las formas de los resortes de planchuela 7 están asociadas con el volumen de pasaje de gas máximo, deseado en el caso del flujo 13. Como se observa en las Figuras 2A-2D, la circunferencia de las incisiones, las cuales forman los resortes de planchuela 7, determina la sección transversal de flujo de un pasaje de flujo que está dirigido a través de la placa de válvula y recibe el flujo 13. Con una magnitud dada de la sobrepresión, el volumen del pasaje de gas por unidad de tiempo puede ser variado por la selección adecuada de la circunferencia de los resortes de planchuela 7 o por la selección del tamaño de la sección transversal de flujo.
Si el espesor de la placa de válvula 9 es variado, entonces la constante de resorte del resorte de planchuela 7 es alterada, el resorte de planchuela 7 tiene preferentemente el mismo espesor que la placa de válvula 9. Un resorte de planchuela 7 más grueso da origen a una constante de resorte más alta y a una fuerza de restauración elástica más alta, y un resorte de planchuela más delgado 7 da origen a una constante de resorte más baja o a una fuerza de restauración elástica más baja. La constante de resorte o el espesor del resorte de planchuela 7, junto con la longitud del resorte de planchuela (distancia entre el acoplamiento sobre el material del disco anular 9 y el extremo libre del resorte 7) determina sustancialmente el comportamiento de respuesta de la válvula 6 en relación a la aparición de sobrepresion en el volumen de compresión 4. En el caso de una constante de resorte más alta, es requerida una sobrepresion más alta con el fin de desviar el resorte de planchuela 7. Correspondientemente, en el caso de una constante de resorte más baja es requerida una sobrepresion más baja. El espesor y la longitud o la forma del resorte de planchuela 7 son variables, como resultado de lo cual el valor de umbral deseado de la sobrepresion puede ser ajustado para la realización del flujo 13.
Una fuerza de restauración elástica o constante de resorte puede por lo tanto ser ajustada por una elasticidad y/o forma del resorte de planchuela 7 que se selecciona de acuerdo con un valor de umbral predeterminable de la sobrepresion, y una sección transversal de flujo definido a través de las placas de válvula 9 puede ser seleccionada de acuerdo con un volumen de pasaje de gas, predeterminable. Como resultado, por el intercambio de las placas de válvula 9 conformadas de manera diferente, el volumen del pasaje de gas máximo y el valor de umbral de la sobrepresion para la realización del flujo 13 en el cortacircuito 1, son también ajustables de la manera más simple.
El cortacircuito 1 puede ser diseñado para el uso como un cortacircuito de exteriores o como un cortacircuito encapsulado en metal.
En una modalidad preferida (Figuras 3 y 4) , la placa de válvula 9, la cual está preferentemente diseñada como un disco anular, tiene al menos un resorte de planchuela 7 que ha sido cortado en la placa de válvula o disco anular como una sección de anillo circular con respecto a la porción intermedia de la placa de válvula o el disco anular con una incisión radial 72 y dos incisiones concéntricas 73, 74.
En la modalidad ejemplar de acuerdo a la Figura 3, el disco anular tiene tres resortes de planchuela 7.
En la modalidad de acuerdo a la Figura 4, el disco anular 9 tiene un número par, es decir al menos dos, resortes de planchuela 7, los cuales, como se explicó anteriormente, han sido cortados en cada caso en el disco anular como secciones de anillo circular con respecto al punto intermedio del disco anular con una incisión puramente radial 72 y dos incisiones concéntricas 73, 74 en cada caso. Cada dos de los resortes de planchuela están acomodados de una manera imagen en el espejo uno con relación al otro, con respecto a una línea diametral 22 del disco anular. En la Figura 4, son mostrados cuatro resortes de planchuela 7a, 7b, 7c, 7d, en donde un primer resorte de planchuela 7a y un segundo resorte de planchuela 7b, o un tercer resorte de planchuela 7c y un cuarto resorte de planchuela 7d están acomodados en cada caso de una manera imagen en el espejo uno con relación al otro, con respecto a la línea diametral 22 del disco anular. Esta modalidad de la placa de válvula 9 previene especialmente un efecto propulsor que podría ocurrir en el caso de una orientación de todos los elementos de resorte en la dirección a favor de las manecillas del reloj o en la dirección en contra de las manecillas del reloj. En otras palabras, la orientación opuesta de cada dos elementos de resorte previene la posibilidad de que el disco anular sea colocado en un movimiento rotacional cuando es formado el flujo de gas 13.
Dependiendo del dimensionamiento del cortacircuito 1 de chorro propio de acuerdo a la invención, un número impar de resortes de planchuela puede naturalmente ser también seleccionado. Por ejemplo, un disco anular de acuerdo a la Figura 3 podría tener también dos resortes de planchuela 7 acomodados de una manera opuesta, en donde la orientación de los dos resortes de planchuela no asociados no podría jugar ningún papel ya que las fuerzas de fricción podrían contrarrestar adecuadamente una tendencia remanente hacia la rotación del disco anular.
Si el cortacircuito de acuerdo a la invención es construido como un cortacircuito de chorro propio entonces la válvula de retención previene que los gases de arco calientes fluyan hacia el volumen de calentamiento 19, que son capaces de entrar dentro del volumen de compresión 4. La válvula 6 por lo tanto no está sometida a ninguna de las temperaturas excesivamente altas. La placa de válvula 9, y correspondientemente también al menos un resorte de planchuela 7, puede ser por lo tanto formado a partir de un acero para resorte estándar. Especialmente adecuado es un acero para resorte estándar que es realizado como un acero de alto grado, no aleado o de baja aleación, tal como un acero de alto grado, el cual es comercialmente disponible bajo el nombre corto de C60S, C75S o 52CrV4.
Las incisiones 72 a la 74, como se observan en la Figura 5, están en general dirigidas perpendicularmente a la superficie de la placa 9. No se realizan demandas particularmente altas sobre la herramienta de corte, de modo que la placa de válvula 9 y, como resultado, también el cortacircuito 1, pueden ser entonces producidos de una manera particularmente económica.
Como se observa en la Figura 6, las incisiones 72 a la 74 pueden también ser dirigidas de una manera inclinada en relación a la superficie de placa de válvula 9. El ángulo de inclinación, en relación a la superficie de la placa de válvula 9, es de dimensiones adecuadas de modo que los resortes de planchuela 7 se flexionan cuando la sobrepresión de al menos 2 bares es alcanzada, y puede abrir el orificio 71. Por debajo de este valor límite de presión, el resorte de planchuela con un borde externo 76 oblicuamente biselado que determina su contorno, descansa sobre un borde interno 75 que es formado con una inclinación opuesta, y determina el contorno del orificio 71. Si el ángulo de inclinación, comenzando a partir de la sección vertical de 90°, es menor de 60°, típicamente menor de 50° y menor de 20°, entonces la anchura de los bordes 75, 76 es efectivamente extendida y las pérdidas por fuga en la cámara de compresión 4 son correspondientemente reducidas. Además, las oscilaciones inevitables de los resortes de planchuela 7 son amortiguadas de manera más intensa que en el caso de la modalidad de acuerdo a la Figura 5. El orificio 71 puede ahora abrirse de una manera definida en una dirección que hace posible la formación del flujo 13. Además, una pre-tensión puede ahora también actuar sobre el resorte de planchuela 7 lo cual incluso en el caso de valores de umbral relativamente altos de la sobrepresión, de 6 o de 10 bares, por ejemplo, hace posible una descarga de inicio muy rápido del volumen de compresión 4 a través del orificio 71.
El cortacircuito de acuerdo a la invención actúa como sigue:
en el cortacircuito cerrado, la corriente fluye en un circuito de corriente que incluye los contactos cerrados 2a a 2d. Antes de una acción de interrupción, todos los volúmenes son típicamente llenados con el gas de igual presión. Las diferencias de presión y los flujos de gas, tales como los flujos 12 y 13, únicamente ocurren como resultado de una acción de interrupción, es decir con la apertura del cortacircuito y la separación de los contactos 2a al 2d que están asociados con este, por ejemplo.
Con la desconexión del circuito de corriente, es decir en el caso de un movimiento del elemento superior 20 en la dirección del eje longitudinal 11 lejos del segundo contacto 2b de formación de arco, los contactos de corriente nominal 2c, 2d son primero que todos separados, como resultado de lo cual la corriente se conmuta completamente en un circuito de corriente que incluye los contactos 2a, 2b de formación de arco. Con el movimiento adicional de elemento superior 20, los contactos 2a, 2b de formación de arco están ahora también separados y el arco 15 es creado. Con el movimiento adicional del elemento superior 20, el arco 15 es extendido. Con la separación de los contactos 2a, 2b de formación de arco, como se describe anteriormente, el elemento superior 20 es desplazado en la dirección del elemento inferior estacionario 21. Como resultado, la presión de gas en el volumen de compresión 4 se incrementa. Tan pronto como es más alto que en el volumen de calentamiento 19, el gas fluye desde el volumen de compresión 4 a través de la válvula de retención 14 hacia el volumen de calentamiento 19, como resultado de lo cual la presión del gas en el volumen de calentamiento se incrementa.
También, en el caso de arcos débiles 15, por ejemplo con la interrupción de las corrientes de operación, el volumen del gas se incrementa tan pronto como el gas en la zona de formación de arco 3 es básicamente calentado por medio de un arco 15 el cual es creado en el evento de la separación dependiente de la operación de los contactos 2a, 2b de formación de arco. La presión del gas en la zona 3 de formación de arco, no obstante, en el caso de los arcos débiles 15, es decir en el caso de las corrientes débiles que van a ser interrumpidas, sigue siendo menor que la presión del gas en el volumen del calentamiento 19. Por lo tanto, el gas siempre fluye en este caso desde el volumen de compresión 4 hacia el volumen de calentamiento 19 y a través del pasaje de calentamiento 17 hacia la zona 3 de formación de arco, donde éste sopla el arco 15 con cruce cero de corriente.
En el caso de arcos fuertes 15, los cuales pueden surgir debido a un cortocircuito, por ejemplo, el gas en la zona 3 de formación de arco se calienta rápidamente debido a la alta intensidad de corriente del arco 15, como resultado de lo cual un incremento agudo de presión en el volumen de calentamiento 19 también ocurre. Con el cruce cero de corriente, la presión en la zona de formación de arco cae rápidamente, como resultado de lo cual es creado un gradiente de presión entre la zona 3 de formación de arco y el volumen de calentamiento 19. Como consecuencia, el gas fluye desde el volumen de calentamiento 19 a través del pasaje de calentamiento 17 nuevamente hacia la zona 3 de formación de arco, como resultado de lo cual el arco 15 es intensamente soplado y apagado. Tomando en cuenta el incremento agudo de presión en el volumen de calentamiento 19, el cual excede la presión del gas en el volumen de compresión 4, la válvula de retención 14 se cierra y no fluye más gas desde el volumen de compresión 4 hacia el volumen de calentamiento 19. La presión en el volumen de compresión 4 se incrementa adicionalmente durante el movimiento hacia debajo del elemento superior 20 hasta que la presión del gas aislante comprimido en la cámara de compresión 4 excede el valor de la presión de gas en la cámara de baja presión 5, por al menos 2 bares. Por arriba de esta sobrepresión, el resorte de planchuela 7 abre el orificio 71 y luego limita un pasaje de flujo, guiado a través del orificio 71, para aislar el gas que se descarga desde el volumen de compresión 4. Con la apertura del orificio 71, el resorte de planchuela 7, el cual es abrazado sobre un lado, es elásticamente desviado hacia abajo hacia el volumen de baja presión 5, y forma así el pasaje de flujo para el flujo 13 que es dirigido desde el volumen de compresión 4 hacia el volumen de baja presión. Una sobrepresion inaceptablemente alta en la cámara de compresión 4 es de este modo evitada. Al mismo tiempo, la operación de compresión, la cual va a ser aplicada por el accionador A, es también limitada como resultado. Esto asegura la operación de sobrepresion de la válvula 6 que es mostrada en la mitad a mano derecha de las Figuras 1 y la. Tan pronto como la presión en el volumen de compresión 4 es reducida nuevamente por debajo del valor límite de 2 bares, el resorte de planchuela 7 regresa nuevamente a su posición original en la cual éste cierra el orificio 71.
Con el cierre de los contactos 2a, 2b de formación de arco, el elemento superior 20 es movido en la dirección del contacto 2b de formación de arco. Como resultado, en el volumen de compresión 4 es creada a una presión negativa en relación al volumen de baja presión 5. Esto conduce a que la placa de válvula 9 se eleve desde el asiento de válvula 32 y es capaz de dirigir el flujo 12 del gas aislante ahora fresco desde el volumen de baja presión 5 hacia el volumen de compresión 4. Con esto, es asegurada la operación de llenado de la válvula 6, que es mostrada en la mitad a mano izquierda de la Figura 1 y la Figura la respectivamente. Durante el llenado, el tope 8 asegura que el movimiento del disco de válvula 9 hacia la parte superior sea limitado.
Lista de designaciones
1 Cortacircuito de energía de alto voltaje
2a, 2b Contactos de formación de arco
2c, 2d Contactos de corriente nominal 3 Zona de formación de arco
4 Volumen de compresión
5 Volumen de baja presión
6 Válvula
7, 7a-7d Resortes de planchuela
8 Tope
9 Placa de válvula, disco anular
10 Placa portadora
11 Eje longitudinal del cortacircuito
12, 13 Flujos
14 Válvula de retención
15 Arco
16a Boquilla auxiliar
16b Boquilla principal
17 Pasaje de calentamiento en la zona de
formación de arco
18a Borde externo
18b Borde interno
19 Volumen de calentamiento
20 Elemento superior
21 Elemento inferior
22 Línea diametral
30 Cuerpo de válvula
31 Pasaje de gas
32 Asiento de válvula
71 Orificio
72, 73, 74 Incisiones
75 Borde interno
76 Borde externo
A Accionador
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Claims (12)
1. Un cortacircuito de energía, de alto voltaje, aislado de los gases, que comprende: un dispositivo de compresión, operado por un accionador del cortacircuito, con un volumen de compresión que es llenado con el gas aislante y en el cual el gas aislante es comprimido, formando gas de extinción, cuanto el cortacircuito se abre, una baja presión que es llenada con el gas aislante, y una válvula que interconecta el volumen de compresión y el volumen de baja presión, a través de cuya válvula el gas aislante fluye desde el volumen de baja presión hacia el volumen de compresión, cuando el cortacircuito se cierra y a través del cual el gas aislante fluye desde el volumen de compresión en la dirección inversa hacia el volumen de baja presión, cuando el cortacircuito se abre por arriba de un valor de umbral de la presión de gas de extinción, en el cual la válvula tiene los siguientes elementos : un cuerpo de válvula, el cual es guiado a través de la pared de la cámara de compresión, con un pasaje de gas que conecta el volumen de compresión y el volumen de baja presión, y un asiento de válvula que abarca el pasaje del gas, una placa de válvula que es operada por el gas aislante, es moviblemente montada en el cuerpo de válvula, y se asienta sobre el asiento de válvula cuando el cortacircuito se abre, y también un tope que es integrado dentro del cuerpo de válvula y limita el movimiento de la placa de válvula cuando el cortacircuito se cierra, caracterizado porque la placa de válvula tiene al menos un orificio y al menos un resorte de planchuela que es sujetado sobre un lado, es elásticamente flexionable en dependencia de la presión del gas aislante en el volumen de compresión, cierra el orificio cuando el cortacircuito se cierra, abre el orificio cuando el cortacircuito se abre, y limita un pasaje de flujo, que es guiado a través del orificio, para el gas aislante que se descarga desde el volumen de compresión, tan pronto como la presión del gas aislante comprimido en el volumen de compresión excede el valor de la presión del gas en la cámara de baja presión por al menos dos bares .
2. El cortacircuito de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el resorte de planchuela es formado dentro de la placa de válvula por medio de al menos una incisión.
3. El cortacircuito de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque al menos una incisión es dirigida perpendicularmente a la superficie de la placa de válvula.
4. El cortacircuito de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque al menos una sección de al menos una incisión es dirigida de una manera inclinada en relación a la superficie de la placa de válvula.
5. El cortacircuito de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el ángulo de inclinación es de 60° a lo más.
6. El cortacircuito de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la placa de válvula es producida a partir de una lámina de acero para resorte, el espesor de la cual en relación a la longitud del resorte de planchuela, es seleccionado de modo que con la flexión del resorte de planchuela es evitada una deformación plástica y el orificio es abierto cuando el valor de umbral es excedido.
7. El cortacircuito de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la placa de válvula es diseñada como un disco anular, y porque al menos un resorte de planchuela es construido como una sección circular con respecto a un punto intermedio del disco anular y tiene al menos tres lados que son cortados en el disco anular, de los cuales al menos uno es radialmente orientado y al menos dos son concéntricamente dirigidos.
8. El cortacircuito de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el disco anular tiene una pluralidad de resortes de planchuela que son formados en cada caso como una sección circular con respecto al punto intermedio del disco anular, y tienen en cada caso al menos tres lados que son cortados en el disco anular, de los cuales al menos uno es radialmente orientado y al menos dos son dirigidos concéntricamente, en donde cada dos de los resortes de planchuela están acomodados de una manera imagen en el espejo uno con relación al otro, con respecto a una línea diametral del disco anular.
9. El cortacircuito de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, con un volumen de calentamiento, conectado a la cámara de compresión vía una válvula de retención, para recibir gases de arco, caracterizado porque la placa de válvula y al menos un resorte de planchuela son formados a partir de un acero para resorte estándar.
10. El cortacircuito de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el acero para resorte estándar es un acero de alto grado, no aleado o de baja aleación.
11. El cortacircuito de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el acero de alto grado es un material que es comercialmente disponible bajo el nombre corto de C60S, C75S o 51CrV4.
12. El cortacircuito de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la flexión elástica del resorte de planchuela es limitada únicamente por medio de la fuerza de restauración del resorte de planchuela sin el uso de un tope.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Grant or registration |