BRPI1008898A2

BRPI1008898A2 - dispositivo de disparo manual para disjutor

Info

Publication number: BRPI1008898A2
Application number: BRPI1008898-9A
Authority: BR
Inventors: Robert A. Patten; Martin E. Geary; Kerry Brent Binkley
Original assignee: Abb Technology Ag
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2020-08-18
Also published as: CA2751698A1; WO2010096290A8; US8653391B2; MX2011008472A; WO2010096290A1; CA2751698C; US20120103771A1

Abstract

DISPOSITIVO DE DISPARO MANUAL PARA DISJUNTOR. A presente invenção refere-se a um mecanismo de disparo manual permanentemente instalado que é montado internamente em um disjuntor com um cabo operado pelo usuário, que se estende para fora do invólucro. O mecanismo converte uma entrada relativamente pequena, feita pelo operador, para uma carga de mola maior. Ao disparar, o mecanismo provê a velocidade de operação requerida do disjuntor durante o golpe de abertura para a operação de interrupção de carga.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE DISPARO MANUAL PARA DISJUNTOR". Reivindicação de prioridade O presente pedido reivindica prioridade para o pedido provisional 5 US no. 61/153.007, depositado em 17 de fevereiro de 2009 e intitulado Dis- positivo de Disparo Manual para Disjuntor, cujo conteúdo é aqui incorporado totalmente para referência.

Antecedentes da lnvenção Os disjuntores são comumente encontrados em subestações e 10 são operáveis para abrir e fechar, de forma seletiva, as conexões elétricas.

Os meios modernos para disjuntores de alta voltagem incluem sistemas au-

.., tomáticos, eletronicamente controlados, que reconhecem as condições de falha e iniciam as sequências de disparo.

Esses disjuntores eletronicamente ' controlados também podem ser ativados de um lugar remoto, tal como uma 15 sala de controle operacional de uma usina.

Apesar da natureza altamente automatizada dos disjuntores mo- dernos, ainda existe a necessidade de meios confiáveis e seguros para ati- var (abrir) manualmente o disjuntor.

O disparo manual (abertura) de um dis- juntor precisa acompanhar o golpe da ativação com força suficiente para 20 obter velocidades de contato adequadas (isto é, a velocidade de dois conta- tos é estabejecida à parte), independente da quantidade de energia que permanece nas molas de contato de deslizamento.

Quando o contato corrói, a quantidade de força e energia armazenada no disjuntor diminui e a força e energia requeridas pelo dispositivo de disparo manual para abrir o disjuntor 25 aumenta.

O design do dispositivo de disparo manual é de forma tal que fun- ciona adequadamente com uma quantidade mínima de compressão de mola de contato deslizante em todas as fases (ou condição de pior caso). Forças que precisam ser superadas pelo mecanismo de ativação manual incluem: a força de retenção magnética dos ativadores magnéticos (dos Ímãs perma- 30 nentes instalados), quebra de soIda de qualquer contato, se necessário, atri- to de operação e aceleração da massa em várias partes.

Nos disjuntores externos de voltagem média (isto é, 5kV a 38kV), a força de retenção mag-

àkk nética do ativador é baseada na cIassificação de interrupção e requer força de retenção suficiente para suportar as forças geradas por aproximadamente 12 a 50KA rms, corrente de falha assimétrica e, possivelmente, maior. Essa força encontra resistência na força de contato de mola de deslizamento que 5 atua no ativador. A força de contato da mola deslizante reduz os requisitos de força de disparo manual, mas a força de retenção do ativador permanece com um valor significa'tivo e a força de trava resultante (força de disparo ma- nual requerida) pode ser superior a 4,45 KN (1OOOIbs) em um disjuntor com uma elevada taxa de curto circuito. Alem disso, pode não ser necessário um 10 operador para aplicar uma força maior do que 0,22 KN (50lbs) a uma alavan- ca ou cabo para disparar, manualmente, a unidade.

^ Alguns dispositivos de ativação manual da Éécnica anterior in- corporam um mecanismo carregado por mola automática para abrir e fechar " as operações. De acordo com esses designs, a energia é transferida de um 15 dispositivo de energia, tal como um motor elétrico, e armazenada em um sistema de mola que retém a carga indefinidamente, mesmo na ausência de uma energia de controle para o motor. Ao ser disparado manualmente, o mecanismo provê a energia de disparo e a operação do disjuntor. Tais solu- ções são relativamente mais caras, porque requerem uma fonte interna de 20 energia de entrada (motor elétrico). Além disso, se a carga da mola for des- carregada, nenhuma outra operação é possÍvel, a menos que a energia es- teja disponível para a fonte de energia de entrada. Além disso, tais meca- nismos requerem, tipicamente, um ciclo de manutenção regular, devido ao uso do motor elétrico mais antigo e uma quantidade excessiva de pequenas 25 peças no mecanismo. Tais ciclos de manutenção são desvantajosos, porque os operadores preferem um equipamento de manutenção livre sempre que possÍvel. Assim, há necessidade, na técnica, de um mecanismo de dispa- ro manual que possa iniciar e completar a operação de disparo manual sem 30 qualquer mecanismo de carregamento de mola motorizada e é operável com força de entrada reduzida aplicada por um operador na alavanca.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

ÊYKR De acordo com um aspecto da presente invenção, um mecanis- mo de operação manual é provido para um disjuntor tendo um eixo operati-- vamente conectado a um ou mais pólos. O mecanismo de operação manual inclui um eixo de operação tendo um cabo fixado no mesmo. Um conjunto de 5 carregamento é operativamente engatado a um eixo de operação através de um elo radialmente distante. O conjunto de carregamento conduz uma mola principal. Um conjunto de disparo engata e sustenta, seletivamente, uma primeira extremidade da mola principal. A rotação do eixo de operação em uma primeira direção faz com que a mola principal se comprima contra o 10 conjunto de disparo até que seja alcançado um ponto de disparo. Quando o ponto de disparo é alcançado, o conjunto de disparo para de sustentar a , primeira extremidade da mola principal e a mola engata, operativamente, o eixo do disjuntor para causar seu movimento. . De acordo com outro aspecto da presente invenção, um meca- 15 nismo de operação é provido a um disjuntor tendo um eixo operativamente conectado a um ou mais pólos. O mecanismo de operação manual inclui um eixo de operação tendo um cabo fixado no mesmo. Um conjunto de carre- gamento é operativamente engatado com o eixo de operação. O conjunto de carregamento carrega uma mola principal. Um conjunto de disparo engata e 20 apoia, seletivamente, uma primeira extremidade da mola principal. O conjun- to de disparo inclui um disparador. Um conjunto de trava é conectado, opera- tivamente, ao eixo de operação e ajuda, alternativamente, ou resiste à rota- ção do eixo de operação, dependendo da posição angular do eixo de opera- ção. A rotação do eixo de operação em uma primeira direção faz com que a 25 mola principal se comprima contra o conjunto de disparo até que o conjunto de travamento contate o disparo, momento em que o conjunto de disparo para de sustentar a primeira extremidade da mola principal e a mola principal engata, de modo operativo, o eixo do disjuntor para que este se movimente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS 30 A figura 1 é uma vista elevada de um disjuntor tendo um ativador manual de acordo com a presente invenção; . a figura 2 mostra uma vista traseira elevada do disjuntor de a-

cordo com a figura 1; a figura 3 mostra uma vista parcialmente esquemática da parte interna de um polo conforme mostrado na figura 1, em que os contatos inter- nos estão abertos; 5 a figura 4 mostra uma vista parcialmente esquemática da parte interna de um polo, conforme mostrado na figura 1, em que os contatos in- ternos estão fechados; a figura 5 mostra uma vista traseira do disjuntor da figura 1, com o alojamento e os polos removidos para fins de clareza; a figura 6 mostra uma vista em perfil lateral do ativador manual em uma primeira posição firme, de acordo com a presente invenção, em que o alojamento, os polos e o ativador magnético são removidos para fins de cIareza; a figura 7 é uma vista traseira de um ativador manual da figura 6; a figura 8 é uma vista lateral traseira e direita do ativador manual da figura 6; a figura 9 é uma vista lateral traseira e esquerda do ativador ma- nual da figura 6; a figura 10 é uma vista em perfil lateral do ativador manual em uma segunda posição, em que o alojamento, os polos, o ativador magnético e o virabrequim são removidos para fins de clareza. a figura 11 é uma vista traseira e direita do ativador manual da figura 10; a figura 12 é uma vista lateral traseira e esquerda do ativador manual da figura 10; a figura 13 é uma vista em perfil, lateral, do ativador manual em uma terceira posição um pouco antes do disparo, em que o alojamento, os polos o ativador magnético e o virabrequim são removidos para fins de cia-

reza. a figura 14 é uma vista lateral direita e traseira do ativador ma- nual da figura 13; a figura 15 é uma vista lateral traseira e esquerda do ativador manual da figura 13; a figura 16 é uma vista em perfil lateral do ativador manual em uma quarta posição após o disparo, em que o alojamento, os pólos, o ativa- dor magnético e o virabrequim são removidos, para fins de clareza, 5 a figura 17 é uma vista traseira e direita do ativador manual da figura 16; a figura 18 é uma vista lateral traseira e esquerda do ativador manual da figura 16: e a figura 19 é uma vista lateral traseira e direita do ativador ma- lO nual da figura 16 mostrando o virabrequim;

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO , Com referência agora às figuras 1 e 2, um disjuntor é mostrado e geralmente indicado com o número 10. O disjuntor 10 é um disjuntor trifási- . co, e isso inclui três polos 12 a, 12b e 12C. Cada polo inclui uma primeira 15 conexão elétrica externa 14 e uma segunda conexão elétrica externa 16. Como é mostrado na técnica, as Iinhas de energia elétrica são acopladas à primeira conexão externa 14 e à segunda conexão externa 16 e disjuntor 10 seletivamente abre ou fecha a conexão elétrica entre eles. Com referência às figuras 3 e 4, uma vista simplificada da parte 20 interna dos pólos 12 é mostrada, em que a primeira conexão elétrica externa 14 é eletricamente conectada a um contato estacionário 18 que é preso, de forma imóvel, dentro do polo 12. A segunda conexão elétrica externa 16 é eletricamente conectada a um contato móvel 20 que é transportado dentro do polo 12 de um modo que permite seu movimento longitudinal. Assim, em 25 uma primeira posição, o contato móvel 20 pode ser posicionado para que- brar a conexão elétrica entre a primeira conexão elétrica externa 14 e uma segunda conexão elétrica externa 16 (vide figura 3). Em uma segunda posi- ção, o contato móvel 20 pode ser levado a contatar o contato estacionário na primeira conexão elétrica externa 14 e a segunda conexão elétrica externa 30 16 (vide figura 4). Em uma ou mais modalidades, os pólos 12 podem conter materiais isolantes tais como óleos ou gases inertes. Em outras modalida- des, a parte interna dos pólos 12 pode ser desprovida de gases ou líquido

(ou seja, vácuo). Cada polo 12 pode, ainda, incluir molas de deslizamento (não mostradas) que são posicionadas para manter pressão de contato entre os contatos estacionários e móveis 18 e 20 quando eles estão na segunda posição de engate. 5 Com referência à figura 2, uma haste de ativação 22 estende-se em cada poIo 12 e é mecanicamente conectada ao contato móvel 20 em cada polo. Assim, o movimento Iongitudinal da haste de ativação 22 causa o movimento do contato móvel 20, conforme discutido acima. A haste de ati- vação 22 para cada um dos três pólos 12 estende-se em um alojamento 24 10 (mostrado nas coberturas traseira e lateral, removidas para fins de clareza). Dentro do alojamento 24, um virabrequim 26 é posicionado, tendo um eixo . de rotação perpendicular ao movimento longitudinal das hastes de ativação

22. Todas as três hastes de ativação 22 são acopladas ao virabrequim 26 4 através de suportes 28. Desse modo, pode-se ver que a rotação do virabre- 15 quim 26 causa um movimento predominantemente longitudinal das hastes de ativação 22. Assim, a rotação do virabrequim 26 causa o movimento do contato móvel 20 que, consequentemente, abre ou fecha a conexão elétrica entre a primeira e a segunda conexões eiétricas externas 14 e 16. Conforme discutido acima, a abertura e o fechamento normal do 20 disjuntor são feitas automaticamente por um ativador magnético 30. Agora é feita referência à figura 5, que mostra o disjuntor 10 com pólos 12 e o aloja- mento 24 removido para fins de clareza. O ativador magnético 30 inclui um eixo de acionamento 32 que é acoplado ao virabrequim 26 através de um suporte 34. O eixo de acionamento 32 é seletivamente acoplado ao virabre- 25 quim 26 através de um suporte 34. O eixo de acionamento 32 é seletivamen- te acionado para cima e para baixo por meio de bobinas acionadas eletrica- mente. O movimento para cima e para baixo causa a rotação do virabrequim

26. Quando estiver na posição aberta ou fechada, os Ímãs internos seguram, então, o eixo de acionamento 32 na posição. O ativador magnético 30 pode 30 ser acionado por meios eletrônicos on-board que reagem a uma falha ou outra condição detectada. O ativador magnético 30 também pode ser acio- nado de um lugar remoto ao receber um comando de disparo de um opera-

dor que se encontra em uma sala de controle.

Apesar de o ativador magnético 30 prover a ativação normal do disjuntor 10, em muitos casos, é requerida a ativação manual do disjuntor.

Por exemplo, a ativação manual pode ser requerida se a energia do ativador 5 magnético se perder.

Se o ativador magnético apresentar uma falha, ou se estiver danificado, se tiver ocorrido uma falha elétrica ou mecânica no sis'te- ma, ou se o pessoal de terra quiser bíoquear manualmente a operação do disjuntor durante a manutenção.

Em tais situações, um ativador manual 40, de acordo com a presente invenção, é provido para permitir que um opera- lO dor local opere manualmente o disjuntor 10. Com referência agora às figuras 2 e de 6 a 9, o ativador manual W 40 inclui um cabo externo 42 que é provido para um operador para conferir força.

O cabo extemo 42 é preso a um eixo de operação 44 posicionado " dentro do alojamento 24, de tal modo que, quando um operador aplicar força 15 ao cabo 42, o eixo de operação 44 girará.

O eixo de rotação do virabrequim 26 e do eixo de operação 44 são paralelos e verticalmente afastados.

O eixo de operação 44 é transportado, em uma extremidade, para uma bucha de alojamento (não mostrada) e, na extremidade oposta, por uma bucha (não mostrada) em um mancal de suporte 46. 20 Um conjunto de trava 47 é provido próximo ao mancal de supor- te 46. Como será doravante discutido, o conjunto trava 47 provê uma força de retenção ao eixo de operação 44 quando estiver na posição desativada.

Além disso, durante a operação, uma vez que o ponto de trava superior for alcançado, o conjunto de trava 47 ajuda o operador a girar o eixo de opera- 25 ção 44. O conjunto de trava 47 inclui um par de flanges espaçados 48, um pino em forma de T 50, um eixo 52 e uma mola de trava 54. Os flanges 48 são fixados ao eixo de operação 44 e giram com o mesmo.

Os flanges espa- çados 48 estendem-se radialmente para fora do eixo de operação 44 e são acoplados ao pino em forma de T 50 que é montado, de forma deslizável, ao 30 EIXO 52. O ElXO 52 é transportado, de forma giratória, no mancal de supor- te 46. A mola de trava 54 é transportada entre o ElXO 52 e os braços exten- sivos 56 do pino 50 em forma de T.

Pelo fato de o pino 50 em forma de T ser t fixado aos flanges 48 e também ser recebido, de forma deslizável, no ElXO 52, a mola de trava 54, variavelmente, se comprimirá ou expandirá, com ba- se na posição rotacional do eixo de operação 44. Em outras palavras, como será discutido em maiores detalhes abaixo, a mola de trava 54 ou resiste ou 5 ajuda na rotação do eixo operacional 44, dependendo da direção de rotação e da posição angular do eixo de operação 44. Os flanges 48 são acoplados para um eixo de transferência 58, em um local angularmente afastado (com relação ao eixo de operação 44) a partir do pino 54 em forma de T. O eixo de transferência 58 é espaçado e se 10 estende paralelo ao eixo de operação 44, através de uma primeira fenda em forma de arco 59 no mancal de suporte 46. Como pode ser visto, a rotação ~ do eixo de operação 44 leva o eixo de transferência 58 através de um trajeto em arco, semicircular. " Um conjunto de carregamento 49 é provido no lado oposto ao 15 mancal de suporte 46. Como será doravante discutido, o conjunto de carre- gamento 49 atua para comprimir uma mola principal 76 quando o eixo de operação 44 for girado. Desse modo, a mola principal 76 armazena a ener- gia necessária para operar manualmente o disjuntor 10. O conjunto de car- regamento 49 inclui um braço de mola principal 60 que é acoplado, de forma 20 giratória, para o eixo de transferência 58 na extremidade oposta dos flanges

48. O braço da mola principal 60 inclui uma parte inferior, em forma de J, 62, que se envolve em torno de um eixo de pivô 63, mas sem se acoplar ao mesmo. Tal eixo de pivô se estende do mancal de suporte 46 e é axialmente alinhado ao eixo de operação 44. O braço da mola principal 60 estende-se a 25 montante da parte em forma de J 62 e termina na parte superior, na área de montagem em forma de T 64. O conjunto de carregamento 49 inclui, ainda, um par de braços de pivô 66 e um suporte 68. Cada braço área de montagem em forma de T 64 é acoplado a um dos braços do pivô 66 que é preso, de forma giratória, 30 ao suporte 68- Assim, o braço de mola principal 60 é transportado na parte superior por um par de braços giratórios 66 e transportados na parte inferior do eixo de transferência 58. Como será discutido em maiores detalhes abai-

xo, o braço da mola principal 60 move--se para cima ou para baixo (em rela- ção ao eixo do pivô 63), em um movimento geralmente em arco, quando o eixo de operação 44 gira. Por exemplo, do ponto de vista da configuração das figuras de 6 a 9, se o eixo de operação 44 girar no sentido horário (dora- 5 vante, a direção rotacional é considerada do ponto de referência da extremi- dade do cabo do eixo de operação 44), o eixo de transferência 58 fará o per- curso para baixo, de um modo em forma de arco. Pelo fato de o braço prin- cipal 60 ser preso, de forma articulada, para o eixo de transferência 58, e pelo fato de os braços de articulação permitirem o movimento descendente, o braço da mola principal'60 se moverá para baixo, em relação ao eixo de articuíação 63. O braço de mola principal 60 inclui, ainda, uma superfície de pouso geralmente plana, 70, e uma parte que recebe a mola, 72, que se es- tende entre a superfície de pouso 70 e a área de montagem em forma de T

64. Uma placa base 74 é recebida na parte que recebe a mola 72 e é desli- zável na parte de recebimento da mola 72 até que alcance uma superfície de pouso 70, em que outro movimento de deslizamento é impedido. Uma mola principal 76 é posicionada na parte de recebimento da mola e é presa entre a área de montagem em forma de T 64 e a placa base 74. Assim, a mola principal 76 é comprimida entre a área de montagem em forma de T e a pla- ca base 74. O eixo pivô 63 contém um conjunto de disparo 78 que, como se- rá discu'tido abaixo, permite que a carga da mola na mola principal 76 au- mente e seja liberada, permitindo que a mola principal 76 gire para girar o virabrequim 26. O conjunto de disparo 78 inclui um par de conexões inferio- res 80 e um par de conexões superiores 82. As conexões inferiores 80 são posicionadas em cada lado do braço da mola principal 60 e são presas ao eixo pivô 63 de modo a permitir sua rotação. As conexões inferiores 80 es- tendem-se para cima e são presas às conexões superiores 82 por um pren- dedor 84 que permite um movimento relativo de articulação entre eles. As extrernidades opostas das conexões superiores 82 são acopladas por um pino guia 86 que é recebido em um canal-guia 88 que passa longitudinal-

í1¶hR mente pelo braço da mola principal 60. O canal-guia 88 estende-se para bai- xo, para a superfície de pouso 70 até a parte de recebimento da mola 72. Um pé estende-se para trás, a partir do elo inferior 80 a e se co- necta a uma mola de tensão 92, que é presa ao suporte 94. Desse modo, as 5 conexões inferiores 80 são inclinadas para o sentido anti-horário.

A conexão inferior 80b mais próxima ao mancal de suporte 46 ainda inclui um disparo 96 que se estende através de uma segunda fenda arqueada 98 no mancal de suporte 46. Como será discutido em maiores detalhes abaixo, o disparo 96 é posicionado para contatar uma extremidade dianteira do flange 48 10 quando o eixo de operação 44 for girado para uma posição predeterminada.

A fenda 98 é semicircular e inclui um disparo 99 da extremidade

. do batente 96 que é movida livremente através da fenda 98 até engatar a extremidade de batente 99 que, em seguida, impede a rotação relativa entre m as conexões superior e inferior 82 e 80 além de um ângulo predefinido.

De 15 acordo com uma modalidade, o ângulo predefinido é em torno de 185°. Nes- sa e em outras modalidades, a faixa poderia ser de cerca de 182 a cerca de 185°. Assim, sem quaisquer outras forças que atuam no conjunto de disparo 78, a mola 92 puxa as conexões inferiores 80 para trás até que a rotação relativa entre os elos inferior e superior seja evitada pelo disparo 96 que con- 20 tata a extremidade de batente 99 e a rotação do conjunto de disparo 78 co- mo um todo é impedida pelo pino-guia 86 que contata as paredes do canal- guia 88. Nessa configuração de suporte, as conexões inferiores 80 são ori- entadas aproximadamente a 185° em relação às conexões superiores 82. A seguir, essa configuração é referida como a primeira configuração, ou confi- 25 guração de condição firme.

Deve-se ainda observar que o conjunto de dispa- ro, quando em sua primeira configuração, é capaz de suportar uma força direcionada para baixo na parte superior da conexão superior 82. O ativador manual 40 pode incluir também, um comutador de in- tertravamento interno 100 (vide figura 9), que é posicionado para detectar 30 quando o eixo de operação 44 gira.

Se a rotação (que indica a ativação ma- nual) for detectada, a operação do ativador magnético 30 é impedida, mes- mo que a energia de operação normal esteja disponível.

Durante a operação automática normal, o ativador manual 40 permanece na primeira configuração da condição estável, conforme mostra- do nas figuras de 1 a 9. Quando na configuração da condição estável, a mo- Ia de trava 54 impõe uma força nos flanges 48 que impelem o eixo de opera- 5 ção 44 para a direção anti-horária. Porém, a rotação é impedida porque a rotação anti-horária dos flanges 48 poderia causar o movimento ascendente do braço da mola principal 60, que é impedido de fazer isso porque a parte em forma de J 62 engata o eixo pivô 63. Assim, a mola trava 54 retém o eixo de operação 44 e, consequentemente, o cabo 42 em uma primeira posição 10 de operação. Quando o cabo 42 estiver na primeira posição de operação, o - conjunto de disparo 78 está em uma posição de retenção de suporte de pe- so, em que as conexões superiores 82 são ligeiramente anguladas e o dis- . paro 96 permanece contra a extremidade de batente 99. Quando nessa con- 15 figuração, o ativador manual 40 não afeta ou inibe a operação do disjuntor

10. Especificamente, a placa-base 74 é mantida acima, mas não contata, um par de braços de alavanca 104 acoplados ao virabrequim 26. Quando na primeira posição de condição estável, a placa base 74 é suportada pela superfície de pouso 70 e a extremidade superior da co- 20 nexão superior 82 também está próxima, mas não contata a placa base 74. Como será discutido abaixo em maiores detaihes, tal configuração permite que o ativador manual reajuste adequadamente (isto é, permite que o con- junto de disparo reposicione na posição da condição estável) após ativar manualmente o disjuntor 10. 25 Se a ativação do disjuntor 10 for requerida, um operador manu- seia o cabo externo e faz com que o eixo de operação 44 gire na direção horária. Com referência agora as figuras de 10 a 12, uma segunda operação de eixo de operação é mostrada representando a iniciação da ativação ma- nual quando um operador puxa o cabo 42. Como pode ser visto, quando o 30 eixo de operação 44 gira, a mola de trava 54 resiste ao movimento 54. Tal mola está em compressão e atua nos flanges 48. A rotação na direção horária do eixo de operação 44 faz com que a mola 76 comece a carregar.

Especificamente, pelo fato de o braço da ' mola principal 60 ser conectado aos flanges 48 via o eixo de transferência 58, a rotação do flange 48 faz com que o braço da mola principal 60 abaixe.

Quando o braço da mola principal 60 é abaixado, o conjunto de disparo 78 5 contata a placa base 74 e a superfície de pouso 70 é afastada da placa base 74 que é mantida no lugar pelo elo superior 82. Desse modo, o conjunto de disparo 78 assume a força da mola principal 76 quando a superfície de pou- so 70 se move para longe.

De acordo com uma modalidade, a mola principal 76 pode ser selecionada e posicionada de modo que, quando estiver na po- lO sição estática, a mola seja pré-comprimida.

Conforme discutido acima, a mola principal 76 é presa entre a área de montagem em forma de T 64 do braço da mola principal 60 e a pla- ca base 74. Assim, quando o braço da mola principal 60 é abaixado, a mola » principal 76 é comprimida porque a área de montagem em forma de T 64 é 15 abaixada e a placa base 74 é mantida no lugar pelo conjunto de disparo 78. Desse modo, a rotação do eixo de operação 44 faz com que a mola principal 76 carregue.

Outra rotação do eixo de operação 44 faz com que a mola trava 54 comprima e o eixo 52 se articule até que o eixo 52 alcance um ponto de 20 trava em que o eixo longitudinal da mola de trava 54 seja radialmente ali- nhado com o eixo de operação 44 Após alcançar o ponto de trava, outro movimento no sentido horário, conforme mostrado nas figuras de 13 a 15, é ajudado pela mola de trava 54. Assim, quando a compressão na mola princi- pal 76 aumenta (aumentando assim, a resistência contra o movimento horá- 25 rio), a mola de trava 54 começa a ajudar o movimento no sentido horário do eixo de operação 44. Como o eixo de operação 44 continua a girar, o con- junto de disparo 78 continua a sustentar a mola principal 76 enquanto o bra- ço da mola principal 60 continua a mover a mola de compressão 76 para baixo. 30 Quando o eixo de operação 44 continua a girar, o braço da mola principal 60 continua a se mover para baixo em relação à placa base 74. Po- rém, pelo fato de o eixo de transferência 58 se mover em um movimento de arco, quando o eixo de operação 44 gira, o componente da força da mola principal que resiste à ro'tação fica reduzido. Em outras palavras, quando a carga na mola principal aumenta, o braço de momento eficaz é reduzido. Desse modo, o torque de entrada requerido pelo operador é reduzido e man- 5 tido dentro de uma faixa aceitável através da rotação do cabo de operação

42. Com referência, agora, às figuras de 13 a 15, uma configuração de disparo iniciaí, ou ponto de disparo, é mostrada, em que a extremidade dianteira do flange 48 contata o disparo 96. Nesse momento, a mola princi- lO pal 76 é totalmente carregada. De acordo com uma modalidade, quando na posição de disparo inicial, o eixo de transferência 58 fica próximo ao ponto mais baixo no trajeto arqueado. Em outras palavras, quando na configuração - de disparo inicial, a mola principal 76 está no ponto de compressão máximo + ou próximo ao máximo. 15 Quando o flange 48 contata o disparo 96, a conexão inferior 80 é forçada a fazer um movimento na direção horária, fazendo com que o ângulo relativo entre as conexões superior 82 e as conexões inferiores 80 girem para menos do que 180°. lsso faz com que o conjunto de disparo 78 se de- sestabilize. Com a placa base 74 não mais apoiada pelo conjunto de disparo 20 78, a mola principal 76 força, rapidamente, a placa base 74 para baixo e pa- ra contato com os braços do virabrequim 104 que estão posicionados abaixo da pIaca base 74 (vide figuras 7,8 e 19). Com referência agora às figuras de 16 a 19, pode-se ver que a mola principal 76 que atua na placa base 74 contata os braços do eixo vira- 25 brequim 104, desse modo, girando o virabrequim 26. A força da mola princi- pal 76 é suficien'te para superar a resistência do ímã do ativador, soldagem de contato e qualquer outra resistência do sistema, de modo que a rotação do virabrequim 26 leve o contato dentro dos pólos 12 a se separar na veloci- dade apropriada. Após o disparo, pode-se ver que o conjunto de disparo de- 30 sestabilizado 78 caiu e está em uma configuração de disparo. Porém, a co- nexão superior 82 ainda é mantida contra a placa base 74 pela mola de ten- são 92.

O ativador principal 40 pode ser estabelecido novamente inver- tendo-se as etapas acima descritas- Especificamente, a rotação no sentido anti-horário do eixo de rotação 44 faz com que a superfície de pouso 70 se mova para cima, consequentemente, empurrando a placa base 74 para bai- 5 xo.

A conexão superior 80, impelida pela tensão da mola 92, segue o movi- mento da pIaca base 74 até que a superfície de pouso 70 se mova alto o suficiente para que a conexão superior 80 se mova para além de 180° com relação às conexões inferiores 80. A posição da condição firme é novamente alcançada quando o disparo 96 contata a extremidade do batente 99. A se- lO guir, conforme discutido acima, o conjunto de disparo 78 é capaz de manter a força da mola principal 76 durante a ativação manual até que o disparo 96 seja contatado pelo flange 48. Além disso, conforme discutido acima, uma vez que esteja na configuração da condição firme, a mola de trava 54 man- tém o cabo externo 42 na posição.

Deve-se observar que, embora o ativador manual seja novamente estabelecido, de acordo com as etapas acima des- critas, isso não causa a rotação do virabrequim 24. Assim, reestabelecer o ativador manual não faz com que os contatos nos pólos 12 se fechem.

Desse modo, o ativador manual 40 provê uma mola interna car- regada, um mecanismo sobre a trava que usa uma combinação de molas, um mecanismo de disparo e um cabo de operação externa.

De acordo com a modalidade, o ativador manual 40 da presente invenção desenvolve apro- ximadamente 4.45 KN (1OOOlbs) de energia armazenada na mola principal 76 que, ao ser acionada, atua nos braços da alavanca 104 conectados ao dis- juntor principal 26. Quando a alavanca de disparo manual é girada, o meca- nismo distribui a força de entrada sobre a distância, reduzindo a força máxi- ma aplicada manualmente à alavanca para cerca de 0.22 KN ( 50lbs). Deve-se observar que, embora o disjuntor acima mencionado seja operável via um virabrequim, o ativador manual da presente invenção pode ser incorporado nos disjuntores ativados por outros meios.

Por exem- plo, o ativador manual pode ser incorporado nos disjuntores que são ativa- dos via um eixo linear principal, o qual opera os pólos do disjuntor pelo mo- vimento ao longo de seu eixo e não por rotação.

Em tal configuração, o ati-

vador manual pode aplicar a força de ativação na direção desse eixo.

Deve-se entender que a descrição das modalidades exemplifica- tivas acima pretende ser apenas ilustrativa, não cobrindo todos os aspectos da presente invenção.

Os versados na técnica poderão fazer acréscimos, cortes e outras modificações na modalidade do presente tema, sem que se afaste do espírito da invenção, conforme definido pelas reivindicações em anexo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Mecanismo de operação manual para um disjuntor tendo um eixo de disjuntor operativamente conectado a um ou mais pólos, o mecanis- mo de operação manual compreendendo: 5 um eixo de operação tendo um cabo fixado no mesmo; um conjunto de carregamento é operativamente engatado ao di- to eixo de operação através de uma conexão radialmente distante, o dito conjunto de carregamento contendQ uma mola principal; um conjunto de disparo para engatar e sustentar, seletivamente, uma primeira extremidade da dita mola principal; e em que a rotação do dito eixo de operação em uma primeira di- reção faz com que a dita mola principal se comprima contra o dito conjunto de disparo até que seja alcançado um ponto de disparo, em que quando o dito ponto de disparo é alcançado, o dito conjunto de disparo para de susten- tar a dita primeira extremidade da dita mola principal e a dita mola principal engata, operativamente, no eixo de disjuntor para causar o movimento do mesmo.

2. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindica- ção 1, tendo um conjunto de trava operativamente conectado talão dito eixo de operação, o dito conjunto de trava ajudando ou resistindo, alternativa- mente, a girar o dito eixo de operação, dependendo da posição angular do dito eixo de operação.

3. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindica- ção 2, em que a rotação na dita primeira direção é resistida pelo dito conjun- to de trava, até que seja alcançado um ponto de trava, momento em que há uma ajuda para a rotação na dita primeira direção, o dito ponto de trava sen- do antes do dito ponto de disparo.

4. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindica- ção 2, em que o dito conjunto de trava compreende um par de flanges aco- plados ao dito eixo de operação e uma mola de trava, contida em um pino em forma de T, o dito pino em forma de T é preso aos ditos flanges e a dita conexão radialmente distante é presa aos ditos flanges.

5. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindica- ção 1, em que o dito conjunto de carregamento compreende, ainda, um bra- ço de mola principal preso, em uma extremidade, a dita conexão radialmente distante e na extremidade oposta ao braço de articulação. 5

6. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindica- ção 1, em que o dito braço de mola principal inclui uma área de montagem em forma de T que engata uma segunda extremidade da dita mola principal.

7. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindica- ção 1, em que o dito conjunto de disparo inclui uma configuração de suporte e uma configuração de disparo, em que, quando na dita configuração de su- porte, o dito conjunto de disparo impede o movimento da dita primeira ex- tremidade da dita mola principal, e quando o dito conjunto de disparo estiver na dita configuração de disparo, o dito conjunto de disparo não impede o movimento da dita primeira extremidade da dita mola principal.

8. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindica- ção 7, em que o dito conjunto de disparo inclui pelo menos uma conexão superior e pelo menos uma conexão inferior acopladas juntas para permitir um movimento de articulação relativo, a dita conexão inferior incluindo um disparo.

9. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindica- ção 8, compreendendo um flange acoplado ao dito eixo de operação, em que, quando estiver na dita configuração de suporte, o dito disparo engata uma superfície de batente e a dita conexão superior engata um canal guia no dito braço principal, o dito ponto de disparo sendo alcançado quando o dito flange contata o dito disparo para desengatar o dito disparo da dita su- perfície de batente e desestabiliza o dito conjunto de disparo.

10. Mecanismo de operação manual para um disjuntor tendo um eixo de disjuntor conectado, operativamente, a um ou mais pólos, o meca- nismo de operação manual compreendendo: um eixo de operação tendo um cabo fixado nele; um conjunto de carregamento engatado, de modo operati- vo, com o dito eixo de operação, o dito conjunto de carregamento contendo uma mola principal; urn conjunto de disparo para engatar e suportar, de mo-

do seletivo, uma primeira extremidade da dita mola principal, o dito conjunto de disparo incluindo um disparo; um conjunto de trava conectado, de modo operativo, com o dito eixo de operação, o dito conjunto de trava alternativa- mente ajudando o dito eixo de operação a girar ou a resistir, dependendo da 5 posição angular do dito eixo de operação; e em que a rotação do dito eixo de operação em uma primeira direção faz com que a dita mola principal se comprima contra o dito conjunto de disparo até que o dito conjunto de trava contate o dito disparo, momento em que o dito conjunto de disparo para de sustentar a dita primeira extremidade da dita mola principal e a dita mola principal engata, operativamente, o dito eixo de disjuntor para causar o mo- vimento do mesmo.

11. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindi- cação 10, em que a rotação na dita primeira direção encontra resistência por parte do dito conjunto de trava, até que seja alcançado um ponto de trava, momento em que há uma ajuda para a rotação na dita primeira direção, o ditol ponto de trava sendo antes que o dito ponto de trava contate o dito dis- paro.

12. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindi- cação 10, em que o dito conjunto de trava compreende um par de flanges acoplados ao dito eixo de operação e uma mola de trava, contida em um pino em forma de T, o dito pino em forma de T sendo preso, de forma articu- lada, aos ditos flanges.

13. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindi- cação 12, em que o dito conjunto de carregamento compreende, ainda, um braço de mola principal operativamente interconectado, em uma extremida- de, a pelo menos um dos ditos flanges e à extremidade oposta a um braço de articulação.

14. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindi- cação 10, em que o dito braço de mola principal inclui uma área de monta- gem em forma de T que engata uma segunda extremidade da dita mola principal.

15. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindi-

cação 10, em que o dito conjunto de disparo inclui uma configuração de su- porte e uma configuração de disparo, em que, quando na dita configuração de suporte, o dito conjunto de disparo impede o movimento da dita primeira extremidade da dita mola principal, e quando o dito conjunto de disparo esti- 5 ver na dita configuração de disparo, o dito conjunto de disparo não impede o movimento da dita primeira extremidade da dita mola principal.

16. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindi- cação 15, em que o dito conjunto de disparo inclui pelo menos uma conexão superior e pelo menos uma conexão inferior para permitir movimento de arti- lO culação relativo, o dito disparo estendendo-se da dita conexão inferior.

17. Mecanismo de operação manual, de acordo com a reivindi- % cação 16, em que, quando na dita configuração de suporte, o dito disparo engata uma superfície de batente e a dita conexão superior engata um canal

W guia 'no dito braço principal, a dita configuração em disparo ocorrendo após o 15 dito flange contatar o dito disparo, fazendo com que o dito disparo se desen- gate da dita superfície de parada e desestabilize o dito conjunto de disparo.