MX2014009904A - Disposicion de aparato de conmutacion. - Google Patents

Abstract

Una disposición de aparato de conmutación presenta una unidad de ruptor (2). Dicha unidad de ruptor (2) está dotada de una primera y una segunda pieza de contacto de conmutación (7, 8, 9, 10) que se pueden mover unas con respecto a otras. En un trayecto de conmutación en el que puede estar encendido un arco voltaico nace un canal de gas de conmutación que se extiende por la unidad de ruptor (2) y que conecta el trayecto de conmutación al entorno de la unidad de ruptor (2). Dicho canal de gas de conmutación está delimitado, al menos por secciones, por elementos que se envuelven mutuamente a modo de un canal anular, estando sujeto como elemento un primer cuerpo (17) por un extremo, a modo de tubuladura, extendiéndose con el extremo libre hacia el trayecto de conmutación.

Description

DISPOSICIÓN DE APARATO DE CONMUTACIÓN CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a una disposición de un aparato de conmutación que presenta una unidad de ruptor con una primera pieza de contacto de conmutación y una segunda pieza de contacto de conmutación que se pueden mover una respecto a otra, asi como con un canal de gas de conmutación que nace en un trayecto de conmutación que puede formarse entre las piezas de contacto de conmutación y que se extiende por la unidad de ruptor y conecta el trayecto de conmutación al entorno de la unidad de ruptor estando limitado al menos por secciones por elementos que se envuelven mutuamente a modo de un canal anular.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Una disposición de aparato de conmutación de este tipo se dio a conocer por ejemplo por la memoria de patente DE10221580B3. La disposición de aparato de conmutación allí descrita presenta una unidad de ruptor con un trayecto de conmutación que se puede formar entre una primera y una segunda pieza de contacto de conmutación. Un canal de gas de conmutación nace en el trayecto de conmutación. El canal de gas de conmutación se extiende por la unidad de ruptor y conecta el trayecto de conmutación a un entorno alrededor de la unidad de ruptor. El canal de gas de conmutación está formado por secciones por elementos que se envuelven mutuamente, por lo que el canal de gas de conmutación queda formado por secciones a modo de un canal anular.

Para prolongar el trayecto de circulación en caso de una delimitación axial, en la disposición conocida está previsto un cambio de sentido del canal de conmutación. Para producir el cambio de sentido se solapan diferentes elementos entre ellos, estando previstos en parte en la zona del solape el enroscado y la unión de los elementos. De esta manera, se produce una estructura rígida a la torsión que confiere estabilidad a la unidad de ruptor. Sin embargo, en la zona de unión se reduce la sección transversal del canal de gas de conmutación. De esta manera, en la extensión del canal de gas de conmutación resultan secciones con una mayor resistencia de circulación. En estos puntos se producen acumulaciones de gas de conmutación que sale, por lo que dentro de la unidad de ruptor pueden producirse ondas de retención. Dichas ondas de retención pueden llegar hasta el trayecto de conmutación influyendo en el comportamiento de conmutación de la disposición de aparato de conmutación.

Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de proporcionar una disposición de aparato de conmutación que permita una mejor salida del gas de conmutación del trayecto de conmutación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, el objetivo anterior se consigue en una disposición de aparato de conmutación del tipo mencionado al principio, porque un primer cuerpo sujeto por su extremo a modo de tubuladura se extiende como elemento con un extremo libre hacia el trayecto de conmutación.

Un canal anular es un canal que para la circulación de un gas pone a disposición una sección transversal que se extiende de manera cerrada en si de forma anular alrededor de una sección central. Los canales anulares de este tipo pueden presentar por ejemplo una sección transversal en forma de anillo circular, pudiendo presentar sin embargo también cualquier otra forma de sección transversal en forma de tiras y cerradas en si. Por ejemplo, un canal anular puede presentar también una sección transversal anular ovalada, una sección transversal anular poligonal o cualquier otro tipo de formas anulares en sección transversal. Un canal anular ofrece la posibilidad de prever de forma céntrica un espacio para alojar módulos y revestir dichos módulos por todas partes con el canal de gas de conmutación, de manera que se disponga de la sección transversal más grande posible para la evacuación de gas de conmutación del trayecto de conmutación. El canal de gas de conmutación presenta en la zona del trayecto de conmutación un orificio de entrada para poder recibir gas de conmutación procedente del trayecto de conmutación. A través del orificio de entrada entra gas de conmutación en el canal de gas de conmutación. Un orificio de entrada puede estar delimitado por ejemplo al menos en parte por una de las piezas de contacto de conmutación.

Además, existe la posibilidad de entrelazar el canal de gas de conmutación en si mismo, por ejemplo, mediante una inversión de sentido desde una zona céntrica a la zona anular logrando una prolongación del trayecto de circulación. También puede estar previsto que varias secciones anulares sucesivas del canal de gas de conmutación se envuelvan mutuamente.

A través del canal de gas de conmutación se pueden evacuar los gases de conmutación originados en el trayecto de conmutación durante un procedimiento de conmutación. Por trayecto de conmutación está designada la sección/el espacio de la unidad de ruptor, dentro de la que o del que se realiza una contactación/separación de zonas de contacto de las piezas de contacto de conmutación que se pueden mover una respecto a otra. El trayecto de conmutación puede estar circundado por una cámara de conmutación, de manera que un arco voltaico que pueda encenderse en el trayecto de conmutación quede encerrado por una pared.

Un procedimiento de conmutación se inicia por un movimiento relativo de las piezas de contacto de conmutación una respecto a la otra. Las piezas de contacto de conmutación por ejemplo pueden moverse una con respecto a otra para interrumpir un circuito amperimétrico o establecer un circuito amperimétrico. Para ello, a fin de interrumpir una contactación galvánica existente, las piezas de contacto de conmutación se alejan una de otra y, para una conexión, se mueven una hacia otra hasta que exista una contactación galvánica suficiente de las piezas de contacto de conmutación. Durante un procedimiento de conmutación se puede producir el encendido de un arco voltaico. Las piezas de contacto de conmutación pueden estar realizadas preferentemente como piezas de contacto de potencia. Las piezas de contacto de potencia son piezas de contacto de conmutación que están preparadas para llevar un arco voltaico en sus superficies, eligiéndose el material para las piezas de contacto de conmutación de tal forma que a ser posible resistan la acción térmica del arco voltaico. Por ejemplo, puede estar previsto que las piezas de contacto de conmutación estén realizadas como llamadas piezas de contacto de arco voltaico dispuestas eléctricamente en paralelo con respecto a piezas de contacto de corriente nominal. Las piezas de contacto de arco voltaico tienen la función de ponerse en contacto mutuo antes de las piezas de contacto de corriente nominal, en términos de tiempo, durante un procedimiento de conexión, y separarse una de otra después de las piezas de contacto de corriente nominal, en términos de tiempo, durante un procedimiento de desconexión. De esta manera, queda garantizado que un arco voltaico de conexión aparezca preferentemente en las piezas de contacto de arco voltaico/piezas de contacto de conmutación durante un procedimiento de conexión y que los arcos voltaicos de desconexión originados durante un procedimiento de desconexión se lleven preferentemente en las piezas de contacto de arco voltaico/piezas de contacto de conmutación.

Un arco voltaico/arco voltaico de conmutación calienta su entorno. Se puede producir un sobrecalentamiento y una expansión de gases y/o una evaporación de sustancias sólidas o líquidos. El medio calentado se denomina gas de conmutación y se evacúa del trayecto de conmutación preferentemente a través de un canal de gas de conmutación. El canal de gas de conmutación conduce el gas de conmutación desde el interior de la unidad de ruptor hasta el entorno de la unidad de ruptor. De esta manera, queda garantizado que el gas de conmutación que puede contener también productos de combustión, partículas de hollín u otras impurezas indeseables, no se precipite discrecionalmente en el interior de la unidad de ruptor. Preferentemente, se evacúa de la unidad de ruptor una gran parte, a ser posible la totalidad del gas de conmutación. Para este fin, el canal de gas de conmutación está dispuesto dentro de la unidad de ruptor.

Por ejemplo, puede estar previsto que alrededor de las piezas de contacto de conmutación circule un fluido electroaislante . Se pueden usar por ejemplo líquidos aislantes tales como aceites y ásteres, pero también gases aislantes como el gas de hexafluoruro de azufre y el gas de nitrógeno. De manera ventajosa, el fluido que circula alrededor de las piezas de contacto de conmutación puede estar sometido a una sobrepresión . Por la sobrepresión se consigue aumentar adicionalmente la estabilidad eléctrica del fluido electroaislante. Puede estar previsto que la unidad de ruptor esté envuelta por una caja de encapsulamiento, dentro de la que esté encerrado el fluido electroaislante. De esta manera, se dificulta la volatización incontrolada del fluido electroaislante de la unidad de ruptor. El entorno de la unidad de ruptor está delimitado por la caja de encapsulamiento, es decir que la unidad de ruptor misma está dispuesta dentro de la caja de encapsulamiento. El fluido electroaislante circula alrededor de la unidad de ruptor enjuagándola. Entre la unidad de ruptor y la caja de encapsulamiento existe un trayecto de aislamiento que tiene un efecto electroaislante por el fluido electroaislante . La zona para recibir el fluido entre la unidad de ruptor y la caja de encapsulamiento es el entorno de la unidad de ruptor. De esta manera, es posible evacuar el gas de conmutación, a través del canal de gas de conmutación, de la unidad de ruptor hacia el entorno de esta permitiendo allí el arremolinamiento y la mezcla con el fluido electroaislante situado allí. De esta manera, se consigue reducir a una medida admisible el debilitamiento del aislamiento eléctrico de la unidad de ruptor.

Por la configuración en forma de tubuladura de un primer cuerpo que está sujeto por un extremo, este puede extenderse con su extremo libre, a ser posible de forma autoportante y libre de otras piezas montadas, en dirección hacia el trayecto de conmutación. De esta manera, queda formada una pared, a lo largo de la cual puede circular el gas de conmutación con la menor resistencia posible, por la camisa interior y/o exterior. Una sujeción por el extremo existe si el cuerpo está sujeto y soportado unilateralmente fuera de una zona central, con respecto a un eje longitudinal. El primer cuerpo está soportado y apoyado a través de la sujeción. Preferentemente, el primer cuerpo está posicionado exclusivamente mediante la sujeción en un extremo. La sujeción del primer cuerpo se realiza preferentemente por un extremo frontal. De esta forma, el primer cuerpo en forma de tubuladura se puede asomar libremente a un volumen que por ejemplo está inundado de un fluido electroaislante . Si el primer cuerpo es exclusivamente autoportante, puede contribuir sólo de forma limitada a una estabilización mecánica o un refuerzo de la unidad de ruptor. El cuerpo puede proporcionar en el interior de la unidad de ruptor una pared para delimitar el canal de gas de conmutación. La capacidad de resistencia del primer cuerpo se ha de configurar de tal forma que exista una fuerza de resistencia suficiente frente al gas de conmutación que entra o llega. Dicho gas de conmutación puede presentar un exceso de temperatura de varios 100°C y chocar además con una sobrepresion contra el primer cuerpo.

El primer cuerpo puede presentar por ejemplo una estructura de cilindro hueco, correspondiendo el eje de cilindro al eje longitudinal del cuerpo. El primer cuerpo puede estar conformado de un material electroconductivo . Preferentemente, el cuerpo puede realizarse en forma de cilindro rotacionalmente simétrico, de forma que corresponda sustancialmente a un cilindro hueco con una sección transversal en forma de anillo circular que está sujeto por un extremo asomándose como tubuladura libremente a un espacio. Preferentemente, una tubuladura puede definir el trayecto del canal de gas de conmutación tanto por el lado de la camisa interior como por el lado de la camisa exterior. La circulación por un cuerpo cilindrico hueco puede estar prevista en el lado de la camisa interior y en el lado de la camisa exterior en sentidos contrarios > (por ejemplo a lo largo de un eje de cilindro) . Además, también puede estar prevista cualquier otra conformación del cuerpo, diferente a la forma cilindrica, extendiéndose este a lo largo de un eje partiendo de su sujeción en dirección hacia el trayecto de conmutación, estando delimitado entre el primer cuerpo y un elemento que lo envuelve o un elemento envuelto un canal anular de sección transversal discrecional.

Otra forma de realización ventajosa puede prever que el primer cuerpo esté envuelto por una pieza de recubrimiento que actúe como elemento y que recubra el extremo libre del primer cuerpo.

Una pieza de recubrimiento envuelve y recubre el primer cuerpo por el lado de la camisa exterior, de tal forma que el primer cuerpo queda protegido contra un acceso directo desde fuera. De manera ventajosa, la pieza de recubrimiento debería delimitar el contorno exterior de la unidad de ruptor al menos por secciones, desembocando el canal de gas de conmutación en el entorno de la unidad de ruptor. La pieza de recubrimiento envuelve un eje longitudinal del primer cuerpo. La pieza de recubrimiento sobresale en sentido axial al menos del extremo libre del primer cuerpo. Especialmente, la pieza de recubrimiento puede recubrir el primer cuerpo totalmente en sentido axial. De manera especialmente ventajosa, la pieza de recubrimiento puede estar realizada en forma de campana, de forma que en una zona de fondo exista una extensión radial más ancha de la pieza de recubrimiento que en un extremo estrechado opuesto, de tal forma que la pieza de recubrimiento recubra el primer cuerpo por una parte por el lado de la camisa y, por otra parte, al menos en parte frontalmente por el extremo estrechado. La pieza de recubrimiento puede presentar un contorno cónico. Adicionalmente, la zona de fondo puede presentar un voladizo radialmente ensanchado. La pieza de recubrimiento puede estar conformada sustancialmente de forma rotacionalmente simétrica y estar orientada sustancialmente de forma coaxial con respecto a un eje longitudinal de la unidad de ruptor. La pieza de recubrimiento puede servir por ejemplo para hacer desembocar el canal de gas de conmutación en el entorno de la unidad de ruptor. Un orificio de boca del canal de gas de conmutación puede estar dispuesto en la pieza de recubrimiento, presentando el orificio de boca por ejemplo una forma sustancialmente anular o en forma de segmento anular. El orificio de boca puede estar orientado preferentemente de forma coaxial con respecto al eje longitudinal de la unidad de ruptor. La salida de gas de conmutación al entorno deberla producirse preferentemente en la dirección del eje longitudinal. De manera ventajosa, el primer cuerpo y la pieza de recubrimiento deberían estar conformados de forma rotacionalmente simétrica. De esta manera, mediante una disposición coaxial del primer cuerpo y de la pieza de recubrimiento es posible una realización uniforme de la sección transversal del canal de gas de conmutación. En el extremo libre del primer cuerpo, del que sobresale la pieza de recubrimiento por ejemplo tanto en sentido axial como radial, es posible invertir el sentido del canal de gas de conmutación y realizar por ejemplo una desviación en dos veces 90°. Por ejemplo, el canal de gas de conmutación puede extenderse sustancialmente a lo largo de un eje longitudinal, pudiendo estar prevista de forma alterna una extensión del canal de gas de conmutación en diferentes sentidos a lo largo del eje longitudinal. De esta manera, se puede conseguir por ejemplo una forma de meandro del canal de gas de conmutación. Especialmente en caso de una realización coaxial de las estructuras, también puede estar previsto realizar la extensión del canal de gas de conmutación inicialmente de forma céntrica y forzar con un cambio de sentido un salto radial del canal de gas de conmutación, de tal forma que partiendo de un centro queden dispuestas sucesivamente por ejemplo varias secciones cilindricas huecas del canal de gas de conmutación en forma de cáscara. Por ejemplo, la pared del primer cuerpo puede hacer avanzar el canal de gas de conmutación por el lado de la camisa interior y por el lado de la camisa exterior, en un primer sentido (por ejemplo en el sentido del eje longitudinal), extendiéndose el canal de gas de conmutación en sentidos contrarios por el lado de la camisa interior y por el lado de la camisa exterior.

Otra forma de realización ventajosa puede prever que en la pieza de recubrimiento esté sujeto un segundo cuerpo que actúe como elemento y que con un extremo libre se extienda en forma de tubuladura en dirección hacia el primer cuerpo.

Mediante un segundo cuerpo que igualmente está realizado en forma de tubuladura es posible sujetar el primer cuerpo y el segundo cuerpo respectivamente por un extremo, extendiéndose uno hacia otro los extremos libres del primer cuerpo y del segundo cuerpo. De esta forma, es posible realizar un canal de gas de conmutación en forma de cáscara que se ensancha radialmente. De esta manera, las paredes del primer cuerpo y del segundo cuerpo que sirven para la división del interior de la pieza de recubrimiento en diferentes trayectos del canal de gas de conmutación pueden extenderse libremente una hacia otra. El interior de la pieza de recubrimiento queda libre de elementos de sujeción y de apoyo. De esta manera, el canal de gas de conmutación puede conformarse con una resistencia de flujo correspondientemente baja entre las sujeciones del primer cuerpo y del segundo cuerpo por los extremos de estos. La sujeción del segundo cuerpo sirve para apoyar y posicionar el segundo cuerpo en la pieza de recubrimiento. De manera ventajosa, este es el único soporte del segundo cuerpo. Las sujeciones por el extremo pueden estar posicionadas en extremos opuestos de los dos cuerpos. Especialmente en caso de usar estructuras rotacionalmente simétricas para el primer cuerpo y el segundo cuerpo, los dos cuerpos pueden estar orientados coaxialmente uno respecto a otro, de modo que en extremos opuestos del primer cuerpo y del segundo cuerpo estén previstos una sujeción y un posicionamiento de los dos cuerpos. De esta manera, el espacio situado entre los puntos de sujeción de los extremos del primer cuerpo y del segundo cuerpo puede llenarse casi a discreción de paredes para la conformación del canal de gas de conmutación. La realización del segundo cuerpo no se limita sólo a una tubuladura. Por ejemplo, puede estar realizada como tubuladura sólo una sección del segundo cuerpo, extendiéndose la sección en forma de tubuladura del segundo cuerpo libremente al espacio partiendo de la sujeción. En el segundo cuerpo pueden estar previstas además también otras conformaciones. Lo mismo se refiere al primer cuerpo. El segundo cuerpo puede ser electroconductivo al igual que el primer cuerpo. Se han acreditado como ventajosos los cuerpos de fundición de metal.

Otra forma de realización ventajosa puede prever que los extremos libres del primer cuerpo y del segundo cuerpo, que se extienden uno hacia otro, se solapen mutuamente.

Si el primer cuerpo y el segundo cuerpo se solapan mutuamente con sus extremos libres es posible de manera sencilla una prolongación adicional del trayecto del canal de gas de conmutación en el interior de la unidad de ruptor. Por ejemplo, el segundo cuerpo puede estar envuelto por el primer cuerpo, por el lado de la camisa exterior. Sin embargo, también puede estar previsto que el primer cuerpo esté envuelto por el segundo cuerpo, por el lado de la camisa exterior. En el sentido axial se produce un solape de los dos cuerpos, de modo que aquí se puede formar una sección en la que el canal de gas de conmutación esté limitado a modo de un canal anular entre el primer cuerpo y el segundo cuerpo. De manera ventajosa, debería estar previsto entonces que tanto el primer cuerpo como el segundo cuerpo así como la pieza de recubrimiento estén dispuestos de forma inamovible unos respecto a otros. De esta manera se mantiene la geometría del canal de gas de conmutación y el gas de conmutación puede evacuarse del trayecto de conmutación, a lo largo del canal de gas de conmutación, al entorno de la unidad de ruptor.

Un solape de los cuerpos puede ser más o menos pronunciado, según las necesidades, de modo que una sección en forma de canal anular del canal de gas de conmutación entre el primer cuerpo y el segundo cuerpo puede estar realizada de forma más o menos larga en sentido axial.

Otra forma de realización ventajosa puede prever que la pieza de recubrimiento esté apoyada en el primer cuerpo.

El apoyo de la pieza de recubrimiento permite apoyar el primer cuerpo por ejemplo de forma electroaislada, apoyándose la pieza de recubrimiento a su vez en el primer cuerpo. De esta manera, la fijación del primer cuerpo y la fijación de la pieza de recubrimiento pueden realizarse respectivamente en la misma zona en el lado del extremo de la pieza de recubrimiento o del primer cuerpo. La pieza de recubrimiento y el primer cuerpo pueden presentar el mismo potencial eléctrico. Un orificio de boca del canal de gas de conmutación puede estar previsto en la zona del apoyo de la pieza de recubrimiento en el primer cuerpo. De manera ventajosa, el orificio de boca puede estar dispuesto entre el primer cuerpo y la pieza de recubrimiento estando delimitado por estos. De manera ventajosa, la pieza de recubrimiento puede estar apoyada exclusivamente en el primer cuerpo y estar soportada por este.

Asimismo, de manera ventajosa puede estar previsto que el segundo cuerpo lleve una pieza de contacto.

El segundo cuerpo puede servir de manera ventajosa de porta-contacto para piezas de contacto de conmutación, de modo que el trayecto de conmutación, es decir, la zona en la que se encuentra un trayecto de conmutación entre las piezas de contacto de conmutación, se puede extender hasta el o hasta dentro del primer cuerpo y estar delimitado por el primer cuerpo. Entonces, el segundo cuerpo, al igual que la pieza de recubrimiento, puede ser parte del circuito amperimétrico que ha de ser conmutado por la disposición de aparato de conmutación. Una pieza de contacto de conmutación soportada por el segundo cuerpo puede estar realizada como pieza de contacto de corriente nominal, como pieza de contacto de arco voltaico etc.

Un apoyo del segundo cuerpo en la pieza de recubrimiento permite emplear la pieza de recubrimiento como estructura de soporte para el segundo cuerpo, estando soportada la pieza de recubrimiento misma de forma estacionaria. De esta manera, por ejemplo, es posible unir la pieza de recubrimiento por extremos opuestos (con respecto a un eje longitudinal) de la pieza de recubrimiento, por un extremo al primer cuerpo, sujetarlo y unir el segundo cuerpo a la pieza de recubrimiento por el extremo opuesto de la pieza de recubrimiento y sujetarlo. De esta manera, la pieza de recubrimiento puede formar una sección de la unidad de ruptor como contorno envolvente exterior. La pieza de recubrimiento puede servir de estructura de soporte para el segundo cuerpo y además poner a disposición una pared para formar el canal de gas de conmutación.

Asimismo, de manera ventajosa puede estar previsto que el primer cuerpo presente en el lado de camisa al menos una cavidad recubierta por la pieza de recubrimiento en sentido radial .

Mediante la realización de al menos una cavidad en el primer cuerpo es posible disponer derivaciones en el curso del canal de gas de conmutación, de tal forma que partes del gas de conmutación que pasan por el canal de gas de conmutación sean conducidas por trayectos abreviados desde el trayecto de conmutación en dirección al orificio de boca del canal de gas de conmutación de la unidad de ruptor. De esta manera, es posible por ejemplo arremolinar y mezclar el gas electroaislante presente con el gas de conmutación saliente, de la manera más rápida posible, dentro del canal de gas de conmutación antes de producirse un acto de conmutación y a lo largo de una gran longitud del canal de gas de conmutación. La cavidad en el lado de la camisa se puede extender por el primer cuerpo, por ejemplo en forma de un agujero oblongo o una cavidad circular, y por la disposición de la pieza de recubrimiento en sentido radial, es decir, en el sentido de paso del gas de conmutación por la cavidad, la cavidad está cubierta a una distancia por la pieza de recubrimiento. De esta manera, se consiguen el cambio de sentido y la desviación del gas de conmutación y se evita la salida radial directa del gas de conmutación al entorno.

Otra forma de realización ventajosa puede prever que el primer cuerpo esté apoyado de forma electroaislada en una carcasa que envuelve la unidad de ruptor.

Un apoyo del primer cuerpo en una carcasa que envuelve la unidad de ruptor permite posicionar otros módulos partiendo del primer grupo. Por ejemplo, en el primer cuerpo puede estar apoyada la pieza de recubrimiento, estando apoyado en la pieza de recubrimiento a su vez el segundo cuerpo. Por lo tanto, resulta una cadena de puntos de apoyo que se encuentran a una distancia entre ellos, pero están dispuestos en ángulos rígidos unos respecto a otros por medio de un solo mecanismo de soporte común. Para el apoyo electroaislado puede estar previsto el uso de un cuerpo aislante. Por ejemplo, se puede usar un aislador de apoyo en forma de columna. La caja puede ser por ejemplo una caja de encapsulamiento que encapsula y encierra herméticamente un fluido que circula alrededor y a través de la unidad de ruptor. El aislador electroaislante se extiende por el entorno de la unidad de ruptor situado entre la unidad de ruptor y la caja de encapsulamiento y que está lleno del fluido electroaislante.

Además, de manera ventajosa puede estar previsto que la pieza de recubrimiento esté apoyada de forma electroaislada en una caja que envuelve la unidad de ruptor.

La pieza de recubrimiento puede apoyarse directamente en la caja envolvente. En este caso, la pieza de recubrimiento puede estar apoyada de forma inmediata en la caja. Sin embarqo, puede estar previsto un apoyo indirecto de la pieza de recubrimiento en la caja. Por ejemplo, la pieza de recubrimiento puede estar realizada como parte de una via de circulación de corriente para suministrar una corriente eléctrica a las piezas de contacto de conmutación, estando unida la pieza de recubrimiento en un ángulo rígido a otras secciones de vía de circulación de corriente que a su vez están apoyadas en al caja de encapsulamiento. Por tanto, la pieza de recubrimiento también puede estar apoyada indirectamente a través de otros módulos de forma electroaislada frente a la caja.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS A continuación, se muestra esquemáticamente en un solo dibujo y se describe en detalle un ejemplo de realización de la invención, en donde: La Figura 1 Muestra una sección a través de una disposición de aparato de conmutación con una unidad de ruptor .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La disposición de aparato de conmutación presenta una caja 1. En el presente caso, la caja 1 está realizada como caja de encapsulamiento que puede cerrarse herméticamente y que aloja en su interior una unidad de ruptor 2. En el presente caso, la caja 1 está realizada como caja de fundición metálica que proporciona una pared estanca al fluido. El interior de la caja 1 está lleno de un fluido electroaislante, por ejemplo un gas electroaislante como el hexafluoruro de azufre o el nitrógeno. Preferentemente, la caja 1 deberla estar realizada como recipiente a presión, de modo que el fluido situado en el interior también pueda someterse a una sobrepresión . La caja 1 presenta una primera tubuladura 3 y una segunda tubuladura 4. Es posible introducir en el interior de la caja 1, a través de las tubuladuras 3, 4, una primera y una segunda sección de circuito amperimétrico 5a, 5b, respectivamente de forma electroaislada y a una distancia con respecto a la caja 1. Las secciones de circuito amperimétrico 5a, 5b pueden ponerse en contacto eléctrico entre ellas a través de la unidad de ruptor 2 de la disposición de aparato de conmutación, y la unión entre las dos secciones de circuito amperimétrico 5a, 5b se puede interrumpir mediante la unidad de ruptor 2. En la Figura 1 no está representada la terminación estanca al fluido de la caja 1 con respecto a las secciones de circuito amperimétrico 5a, 5b. Por ejemplo, las tubuladuras 3, 4 pueden cerrarse mediante módulos electro aislantes (atravesados respectivamente por las secciones de circuito amperimétrico 5a, 5b) , de modo que el interior de la caja 1 queda cerrado herméticamente. Como módulos electro-aislantes pueden estar previstos por ejemplo pasos al exterior que permitan una integración de la disposición de aparato de conmutación, por ejemplo en una subestación de exterior .

La caja 1 está sometida a potencial de tierra y apoyada a través de pies de apoyo en un fundamento. En el interior de la caja 1 está dispuesta la unidad de ruptor 2. La unidad de ruptor 2 se extiende a lo largo de un eje longitudinal 6. La unidad de ruptor 2 presenta una primera pieza de contacto de conmutación 7 así como una segunda pieza de contacto de conmutación 8. En el presente caso, la primera pieza de contacto de conmutación 7 está realizada en forma de bulón y orientada sustancialmente de forma coaxial con respecto al eje longitudinal 6. La segunda pieza de contacto de conmutación 8 está conformada en forma de caquillo e igualmente dispuesta coaxialmente con respecto al eje longitudinal 6. Las zonas de contacto de la primera y la segunda pieza de contacto de conmutación 7, 8 están orientadas una hacia otra, estando elegido el dimensionamiento de la primera y la segunda pieza de contacto de conmutación 7, 8 de tal forma que en caso de un movimiento relativo de las dos piezas de contacto de conmutación 7, 8 a lo largo del eje longitudinal 6, la primera pieza de contacto de conmutación 7 en forma de bulón puede introducirse en la segunda pieza de contacto de conmutación 8 en forma de casquillo .

Las dos piezas de contacto de conmutación 7, 8 están conformadas como piezas de contacto de arco voltaico de la disposición de aparato de conmutación. De manera correspondiente, la primera pieza de contacto de conmutación 7 está complementada con una primera pieza de contacto de corriente nominal 9. La segunda pieza de contacto de conmutación 8 está complementada con una segunda pieza de contacto de corriente nominal 10. La primera pieza de contacto de conmutación 7 y la primera pieza de contacto de corriente nominal 9 asi como la segunda pieza de contacto de conmutación 8 y la segunda pieza de contacto de corriente nominal 10 están contactadas galvánicamente entre ellas, de forma que las piezas de contacto asignadas unas a otras llevan de forma duradera el mismo potencial eléctrico. En el presente caso, las piezas de contacto de corriente nominal 9, 10 están realizadas de forma tubular y orientadas coaxialmente con respecto al eje longitudinal 6, y las piezas de contacto de conmutación 7, 8 están envueltas por la camisa exterior respectivamente por su pieza de contacto de corriente nominal 9, 10 asignada. Durante un procedimiento de conexión está previsto que, en primer lugar, se pongan en contacto mutuo las piezas de contacto de conmutación 7, 8, después de lo cual, a continuación, se pongan en contacto mutuo las dos piezas de contacto de corriente nominal 9, 10. Durante un procedimiento de desconexión está prevista en primer lugar una separación de las piezas de contacto de corriente nominal 9, 10, después de lo cual se realiza la separación de las piezas de contacto de conmutación 7, 8. Durante un procedimiento de conexión, las piezas de contacto de conmutación 7, 8 están adelantadas con respecto a las piezas de contacto de corriente nominal 9, 10. Durante un procedimiento de desconexión, las piezas de contacto de conmutación 7, 8 están retrasadas con respecto a las dos piezas de contacto de corriente nominal 9, 10. Las piezas de contacto de conmutación 7, 8 asi como las piezas de contacto de corriente nominal 9, 10 se sujetan de forma electroaislada a una distancia con respecto a la caja 1.

La segunda pieza de contacto de corriente nominal 10 está soportada de forma deslizable en un casquillo deslizante 11 a lo largo del eje longitudinal 6. El casquillo deslizante 11 está conectado de forma electroconductiva a la segunda pieza de contacto de corriente nominal 10. El casquillo deslizante 11 está dotado de una sección transversal con forma de cilindro circular y dispuesto coaxialmente con respecto al eje longitudinal 6. Por el lado de la camisa exterior, al casquillo deslizante 11 está fijado un primer aislador de apoyo 12a que sujeta el casquillo deslizante 11 en el lado de camisa, de forma electroaislada frente a la caja 1. La segunda pieza de contacto de corriente nominal 10 y la segunda pieza de contacto de conmutación 8 están dispuestas en un ángulo rígido una respecto a otra. De manera correspondiente, un movimiento de la segunda pieza de contacto de corriente nominal 10 va acompañado de un movimiento de la segunda pieza de contacto de conmutación 8.

Para acoplar un movimiento al interior de la carcasa 1 y producir un movimiento relativo entre las dos piezas de contacto de conmutación 7, 8, una pared de la caja 1 está atravesada de forma estanca al fluido por un árbol 13. El árbol 13 está soportado de forma giratoria, de forma que a través de un dispositivo de accionamiento dispuesto en el lado exterior de la caja de encapsulamiento 1, un movimiento de accionamiento puede transmitirse de forma estanca al fluido al interior de la caja 1. Sobre el árbol 13 está dispuesta en el lado de la pared interior una palanca pivotante 14. A través de la palanca pivotante 14, mediante la biela 15, un movimiento de giro del árbol 13 puede convertirse en un movimiento lineal a lo largo del eje longitudinal 6. La biela 15 está unida a la segunda pieza de contacto de corriente nominal 10. De esta manera, es posible deslizar la segunda pieza de contacto de corriente nominal 10 y la segunda pieza de contacto de conmutación 8 de forma guiada a lo largo del eje longitudinal 6 dentro del casquillo deslizante 11. En el casquillo deslizante 11 está dispuesta una zona de contacto para poner en contacto la segunda sección de vía de circulación de corriente 5b, a través del casquillo deslizante 11, de forma electroconductiva, con la segunda pieza de contacto de corriente nominal 10 o la segunda pieza de contacto de conmutación 8.

Para el posicionamiento de la primera pieza de contacto de corriente nominal 9 y de la primera pieza de contacto de conmutación 7 está prevista una pieza de recubrimiento 16. La pieza de recubrimiento 16 presenta una estructura en forma de campana, ensanchándose radialmente el fondo de la pieza de recubrimiento en su extremo opuesto a la segunda pieza de contacto de corriente nominal 10 o a la segunda pieza de contacto de conmutación 8. En el lado de camisa, en la pieza de recubrimiento 16 está dispuesta una zona de contacto a la que se asoma la primera sección de via de circulación de corriente 5a, de tal forma que la pieza de recubrimiento 16 puede ser contactada eléctricamente. De esta manera, la pieza de recubrimiento 16 se convierte en parte de un circuito amperimétrico que ha de ser conmutado. La pieza de recubrimiento 16 está realizada sustancialmente de forma rotacionalmente simétrica, estando dispuesto el eje de rotación en congruencia con el eje longitudinal 6.

Además, está previsto un segundo aislador de apoyo 12b que en el presente caso está realizado como apoyo hueco rotacionalmente simétrico y dispuesto coaxialmente con respecto al eje longitudinal 6. Al segundo aislador de apoyo 12b está fijado un primer cuerpo 17, en donde el primer cuerpo 17 está conformado sustancialmente de forma rotacionalmente simétrica y orientado coaxialmente con respecto al eje longitudinal 6. Al primer cuerpo 17 está fijada a su vez la pieza de recubrimiento 16. La pieza de recubrimiento 16 envuelve el primer cuerpo 17 por el lado de la camisa exterior. La pieza de recubrimiento 16 también puede estar apoyada directamente en el segundo aislador de apoyo 12a y el primer cuerpo 17 puede estar apoyado en la pieza de recubrimiento 16. También es posible que tanto la pieza de recubrimiento 16 como el primer cuerpo 17 estén apoyados directamente en el segundo aislador de apoyo 12a. El primer cuerpo 17 está realizado en forma de tubuladura, estando fijada la tubuladura por un extremo, extendiéndose con su extremo libre en dirección hacia el trayecto de conmutación formado entre las piezas de contacto de conmutación 7, 8 o las piezas de contacto de corriente nominal 9, 10, asomándose al interior de la pieza de recubrimiento 16. El primer cuerpo 17 está cerrado frontalmente por su extremo en la zona de su sujeción. En el extremo opuesto a la unión de la pieza de recubrimiento 16 con el primer cuerpo 17, con respecto al eje longitudinal 6, está previsto que un segundo cuerpo 18 se apoya en la pieza de recubrimiento 16. La pieza de recubrimiento 16 envuelve el segundo cuerpo 18 por el lado de la camisa exterior, estando formado el segundo cuerpo 18 por secciones como tubuladura. El segundo cuerpo 18 o la tubuladura presenta un orificio de entrada del canal de gas de conmutación. En el presente caso, el orificio de entrada está delimitado al menos en parte por la pieza de contacto de corriente nominal 9. El segundo cuerpo 18 está sujeto en la pieza de recubrimiento 16, de tal forma que queda inmovilizada una sección en forma de tubuladura. Con un extremo libre, la sección en forma de tubuladura del segundo cuerpo 18 se extiende en dirección hacia el extremo libre del primer cuerpo 17.

El segundo cuerpo 18 sirve de soporte para al menos una pieza de contacto. En el presente caso, en el segundo cuerpo 18 se apoyan la primera pieza de contacto de conmutación 7 y la segunda pieza de contacto de corriente nominal 9. El segundo cuerpo 18 posiciona dedos de contacto deformables elásticamente formando de esta manera una zona de contacto de la primera pieza de contacto de corriente nominal 9. De manera correspondiente, el segundo cuerpo 18 es parte de un circuito amperimétrico de la disposición de aparato de conmutación que ha de ser conmutado. Los dos cuerpos 17, 18 se solapan mutuamente con sus extremos de sus secciones en forma de tubuladura, que sobresalen respectivamente libremente de sus puntos se sujeción. Está previsto que el segundo cuerpo 18 se asoma al interior del primer cuerpo 17 y está envuelto por el por el primer cuerpo 17, lado de la camisa exterior. El segundo cuerpo 18 envuelve un canal de gas de conmutación que parte del trayecto de conmutación asomándose al interior del primer cuerpo 17. En la zona del solape de los dos cuerpos 17, 18 está prevista una desviación del canal de gas de conmutación, presentando el canal de gas de conmutación entre los dos cuerpos 17, 18 una sección con una estructura en forma de canal anular. Además, entre la camisa exterior del segundo cuerpo 18 y la camisa interior de la pieza de recubrimiento 16 está formada otra sección del canal de gas de conmutación que está formado en forma de canal anular. Durante el siguiente curso del canal de gas de conmutación, entre la camisa exterior del primer cuerpo 17 y la camisa interior de la pieza de recubrimiento 16 está formada una sección del canal de gas de conmutación que igualmente presenta una estructura en forma de canal anular. En la zona de la fijación del primer cuerpo 17 al aislador de apoyo 2b está previsto un orificio de boca del canal de gas de conmutación al entorno de la unidad de ruptor 2. Preferentemente, el orificio de boca del canal de gas de conmutación está conformado en forma de anillo circular y preferentemente está orientado coaxialmente con respecto al eje longitudinal 6. En lugar de la estructura en forma de anillo circular también pueden usarse como orificio de boca uno o varios segmentos de un anillo circular.

El primer cuerpo 17 presenta en el lado de la camisa varias cavidades 19. Las cavidades 19 están orientadas sustancíalmente de forma radial con respecto al eje longitudinal 6, de modo que queda definido un sentido de salida radial para el gas de conmutación que sale a través de las cavidades 19. Las cavidades 19 están recubiertas por la pieza de recubrimiento 16 respectivamente por el lado de la camisa, de modo que el gas de conmutación que pasa por las cavidades 19 choca contra la pieza de recubrimiento 16 donde se arremolina y se desvia.

La segunda pieza de contacto de conmutación 8 está envuelta por el lado de la camisa exterior por una tobera de aislante 20. La tobera de aislante 20 a su vez está envuelta por la segunda pieza de contacto de corriente nominal 10, por el lado de la camisa. La tobera de aislante 20 presenta un canal de tobera de aislante, a cuyo interior se puede mover la primera pieza de contacto de conmutación 7 para poder entrar en contacto con la zona de contacto en forma de casquillo de la segunda pieza de contacto de conmutación 8. En el presente caso, está previsto que tanto la primera como la segunda pieza de contacto de conmutación 7, 8 están soportadas de forma móvil para producir un movimiento relativo de las piezas de contacto de conmutación 7, 8 una respecto a otra. En las piezas de contacto de corriente nominal 9, 10, en cambio, tan sólo está previsto un soporte móvil de la segunda pieza de contacto de corriente nominal 10, mientras que la primera pieza de contacto de ' corriente nominal 9 está fijada de forma estacionaria a la pieza de recubrimiento 16. Para el accionamiento de la primera pieza de contacto de conmutación 7 está previsto un engranaje de inversión 21 que a través de una biela de acoplamiento 22 que está unida a la tobera de aislante 10. Un movimiento de la segunda pieza de contacto de corriente nominal 10 produce un movimiento de la biela de acoplamiento 22. Un movimiento de la biela de acoplamiento 22 se transmite a la primera pieza de contacto de conmutación 7 a través de un engranaje de acoplamiento 21. El engranaje de acoplamiento 21 invierte el sentido del movimiento de la biela de acoplamiento 22. La primera pieza de contacto de conmutación 7 se mueve en el sentido contrario al de la segunda pieza de contacto de conmutación 8. Usando una tobera de aislante 20 que se puede mover junto a la segunda pieza de contacto de corriente nominal 10 y la segunda pieza de contacto de conmutación 8 se puede transmitir de forma electroaislada un movimiento a la primera pieza de contacto de conmutación 7. Durante un procedimiento de conexión, la segunda pieza de contacto de corriente nominal 10 y la segunda pieza de contacto de conmutación 8 se mueven en dirección hacia la primera pieza de contacto de corriente nominal 9 o la primera pieza de contacto de conmutación 7. A través de la tobera de aislante 20, la biela de acoplamiento 22 y el engranaje de inversión 21 se transmite un movimiento, en sentido contrario, a la primera pieza de contacto de conmutación 7, de manera que se produce un aumento de la velocidad de contactación de las dos piezas de contacto de conmutación 7, 8. De esta manera, queda garantizado que las piezas de contacto de conmutación 7, 8 se toquen mutuamente antes que las piezas de contacto de corriente nominal 9, 10, en términos de tiempo, de modo que los arcos voltaicos de conexión se llevan preferentemente en las piezas de contacto de conmutación 7, 8. Durante un procedimiento de desconexión se produce un movimiento de la segunda pieza de contacto de corriente nominal 10 y de la segunda pieza de contacto de conmutación 8 y de la tobera de aislante 20 fijada a esta, alejándose de la primera pieza de contacto de conmutación 7 y de la primera pieza de contacto de corriente nominal 9. Durante ello, en primer lugar, se produce una separación de las dos piezas de contacto de corriente nominal 9, 10 una de otra y después, en términos de tiempo, se produce una separación de las dos piezas de contacto de conmutación 7, 8 una de otra. De manera correspondiente, se realiza una conmutación de una corriente de desconexión de las piezas de contacto de corriente nominal 9, 10 a las piezas de contacto de conmutación 7, 8. Un arco voltaico encendido eventualmente se lleva entre las piezas de contacto de conmutación 7, 8. A causa de la realización de la tobera de aislante 20, un arco voltaico se mantiene preferentemente dentro de dicha tobera de aislante 20.

Preferentemente, el gas de conmutación originado sale en dirección hacia la primera pieza de contacto de conmutación 7. El gas de conmutación se hace entrar en el canal de gas de conmutación que inicialmente está delimitado por el segundo cuerpo 18. El gas de conmutación se conduce en chorro en la dirección del eje longitudinal 6. Por la sobrepresión que sigue existiendo en el trayecto de conmutación se evita el retorno del gas de conmutación. El gas de conmutación circula entonces a lo largo del trayecto del canal de gas de conmutación hacia un lado frontal cerrado del primer cuerpo 17 y se desvia y, por una parte, se dirige radialmente hacia fuera a través de las cavidades 19 del primer cuerpo 17. Pero por otra parte, también pasa a presión por la zona de solape en forma de canal anular entre el primer y el segundo cuerpo 17, 18. Desde allí, el gas de conmutación sigue circulando por la sección en forma de canal anular formado entre la superficie de camisa exterior del segundo cuerpo 18 y la superficie de camisa interior de la pieza de recubrimiento 18 para circular desde esta zona a su vez, en el sentido inverso, por una sección en forma de canal anular del canal de gas de conmutación que está delimitada entre la superficie de camisa exterior del primer cuerpo 17 y la superficie de camisa interior de la pieza de recubrimiento 16. Finalmente, tras cambiar varias veces de sentido, el gas de conmutación sale de la unidad de ruptor 2 y circula al entorno de la unidad de ruptor 2. Allí, el gas de conmutación puede seguir mezclándose y arremolinándose con el fluido electroaislante situado en el entorno de la unidad de ruptor 2.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Una disposición de un aparato de conmutación que presenta una unidad de ruptor (1) con una primera pieza de contacto de conmutación (7, 9) y una segunda pieza de contacto de conmutación (8, 10) que se pueden mover una respecto a otra, asi como con un canal de gas de conmutación que nace en un trayecto de conmutación que puede formarse entre las piezas de contacto de conmutación (7, 8, 9, 10) y que se extiende por la unidad de ruptor (2) y conecta el trayecto de conmutación al entorno de la unidad de ruptor (2) estando limitado al menos por secciones por elementos que se envuelven mutuamente a modo de un canal anular, caracterizada porque un primer cuerpo (17) sujeto por su extremo a modo de tubuladura se extiende como elemento con un extremo libre hacia el trayecto de conmutación.

2. - Disposición de aparato de conmutación según la reivindicación 1, caracterizada porque el primer cuerpo (17) está envuelto por una pieza de recubrimiento (16) que actúa como elemento y que recubre el extremo libre del primer cuerpo ( 17 ) .

3. - Disposición de aparato de conmutación según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque en la pieza de recubrimiento (16) está sujeto un segundo cuerpo (18) que actúa como elemento y que con un extremo libre se extiende en forma de tubuladura en dirección hacia el primer cuerpo (17) .

4. - Disposición de aparato de conmutación según la reivindicación 3, caracterizada porque se solapan los extremos del primer y del segundo cuerpo (17, 18) que se extienden uno hacia otro.

5. - Disposición de aparato de conmutación según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque la pieza de recubrimiento (16) está apoyada en el primer cuerpo (17).

6. - Disposición de aparato de conmutación según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizada porque el segundo cuerpo (18) lleva una pieza de contacto (7, 9).

7. - Disposición de aparato de conmutación según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el primer cuerpo (17) presenta en el lado de camisa al menos una cavidad (19) recubierta por la pieza de recubrimiento (16) en sentido radial .

8. - Disposición de aparato de conmutación según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el primer cuerpo (17) está apoyado de forma electroaislada en una caja (1) que envuelve la unidad de ruptor (2) .

9. - Disposición de aparato de conmutación según las reivindicaciones 2 a 8, caracterizada porque la pieza de recubrimiento (16) está apoyada de forma electroaislada en una caja (1) que envuelve la unidad de ruptor (2) .