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IT201900002703U1 - Dispositivo coprimorsetto per interruttori di bassa tensione. - Google Patents

Dispositivo coprimorsetto per interruttori di bassa tensione. Download PDF

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IT201900002703U1
IT201900002703U1 IT202019000002703U IT201900002703U IT201900002703U1 IT 201900002703 U1 IT201900002703 U1 IT 201900002703U1 IT 202019000002703 U IT202019000002703 U IT 202019000002703U IT 201900002703 U IT201900002703 U IT 201900002703U IT 201900002703 U1 IT201900002703 U1 IT 201900002703U1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
terminal
low voltage
covering device
voltage switches
switch
Prior art date
Application number
IT202019000002703U
Other languages
English (en)
Inventor
Stefano Cassina
Alessandro Adami
Original Assignee
Abb Spa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US16/983,297 priority patent/US11302502B2/en
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Description

DISPOSITIVO COPRIMORSETTO PER INTERRUTTORI DI BASSA TENSIONE
DESCRIZIONE
Il presente modello è relativo ad un dispositivo coprimorsetto per interruttori di bassa tensione, in particolare per interruttori scatolati di bassa tensione, di tipo innovativo che presenta migliorate caratteristiche in termini di capacità di dissipazione termica, praticità di uso e di facilità di realizzazione.
Come noto, gli interruttori di bassa tensione, ed in particolare per interruttori scatolati di bassa tensione, comprendono generalmente un involucro e una pluralità di poli elettrici, associati a ciascuno dei quali è presente almeno una coppia di contatti che possono essere accoppiati e disaccoppiati l'uno dall'altro. Gli interruttori della tecnica nota comprendono anche mezzi di controllo che causano il movimento relativo di dette coppie di contatti in modo che possano assumere almeno un primo, accoppiamento, posizione (circuito chiuso) e un secondo, separazione, posizione (circuito aperto).
Durante la vita utile di un interruttore a bassa tensione, possono verificarsi fenomeni che espongono l'interruttore e la rete a sollecitazioni particolarmente pesanti. Ciò accade in primo luogo quando è richiesto l'interruttore di resistere, anche per brevi periodi, a correnti superiori ai valori nominali. Pertanto, in generale, negli interruttori automatici di bassa tensione, la funzione critica di interruzione della corrente (sia essa nominale, di sovraccarico o corrente di cortocircuito) è gestita in una porzione specifica dell'interruttore che è costituita dalla cosiddetta camera deionizzante dell’arco o “camera d’arco”.
Generalmente associata a ciascun polo dell'interruttore vi è quindi almeno una camera d’arco, cioè una regione di spazio che è particolarmente adatta a favorire l'interruzione dell'arco elettrico. Le camere d’arco possono essere semplici regioni previste nella custodia dell'interruttore, oppure possono comprendere vari elementi modulari sagomati, ad esempio, come involucri realizzati in materiale isolante dotato di piastre anti-arco. Le camere d’arco modulari, che sono più avanzate, presentano il vantaggio di essere facilmente sostituibili; inoltre possono anche essere fabbricati utilizzando materiali più adatti rispetto ad esempio a quelli utilizzati per l'involucro dell'interruttore.
In condizioni operative, a seguito del movimento di apertura, la tensione tra i contatti provoca la scarica dielettrica dell'aria, portando alla formazione dell'arco elettrico nella camera. L'arco è azionato da effetti elettromagnetici e fluidodinamici all'interno di una serie di piastre metalliche rompi-arco disposte nella camera, che hanno lo scopo di estinguere detto arco mediante azioni di raffreddamento e di scissione.
Durante la formazione dell'arco, l'energia rilasciata per effetto Joule è molto elevata e provoca stress termici e meccanici all'interno della regione di contenimento della placca. Vale la pena notare che, a seconda del tipo di interruttore e del fenomeno di arco che si verifica, la pressione nella zona di contatto, e in particolare nella camera d’arco, può raggiungere valori molto alti, ad es. fino a 30-40 bar, mentre la temperatura dei gas ionizzati può raggiungere valori di 15000-20000 K.
È quindi necessario che la camera d’arco sia provvista di adeguate zone di scarico e di mezzi di raffreddamento dei gas caldi che si sviluppano durante l'arco. A tal fine gli interruttori di bassa tensione sono generalmente dotati di aperture per lo scarico dei gas caldi prodotti durante l'arco e di un sistema di filtraggio che, tra l'altro, raffredda il gas, riduce la velocità di efflusso dallo scarico, e limita l'emissione di fiamma o plasma.
Tuttavia, a seconda dell'applicazione e del tipo di interventi, le temperature che si raggiungono in prossimità delle zone di scarico dei gas sono comunque molte elevate e possono creare molteplici problemi all’interruttore, in particolare nelle zone in cui sono posizionati i morsetti di collegamento dell’interruttore al circuito in cui esso è inserito, dove deve essere garantita una adeguata segregazione tra le varie fasi e tra le fasi e la portella del pannello in cui l’interruttore è inserito.
Sarebbe perciò desiderabile disporre di interruttori di bassa tensione che superino tali problemi e prevengano tali inconvenienti.
Pertanto il presente modello di utilità è relativo ad un dispositivo coprimorsetto per interruttori di bassa tensione, in particolare per interruttori scatolati, detto interruttore avendo una o più di fasi ciascuna provvista di una terminale per il collegamento elettrico di detto interruttore, un morsetto di collegamento di detto terminale ad un circuito elettrico e una apertura di sfiato per scaricare i gas generati in detto interruttore durante le manovre di apertura/chiusura. Il dispositivo secondo il presente modello è caratterizzato dal fatto di comprendere un corpo isolante che riveste detto morsetto di collegamento, detto corpo isolante essendo provvisto su almeno una porzione della sua superficie esterna di una pluralità di elementi di dissipazione del calore.
In un suo ulteriore aspetto, il presente modello è inoltre relativo ad un interruttore di bassa tensione, in particolare interruttore scatolato di bassa tensione, comprendente una o più di fasi ciascuna provvista di una terminale per il collegamento elettrico di detto interruttore, un morsetto di collegamento di detto terminale ad un circuito elettrico e un’apertura di sfiato per scaricare i gas generati in detto interruttore durante le manovre di apertura/chiusura, che comprende un dispositivo coprimorsetto come qui descritto.
In pratica, il dispositivo oggetto del presente trovato permette di contribuire efficacemente alla dispersione del calore nella zone dell’interruttore in cui sono collocati i morsetti di collegamento, contiguamente alle aperture di sfiato dei gas dalla camera d’arco di ciascun polo dell’interruttore.
Ai fini del presente modello, nella descrizione i termini "verticale", "orizzontale", "anteriore", "posteriore", "laterale", "superiore" e "inferiore" si riferiscono alla tipica configurazione operativa dell'interruttore .
Come meglio descritto nel seguito, in una forma di realizzazione preferita di un dispositivo coprimorsetto per interruttori di bassa tensione, secondo la presente invenzione, il morsetto di collegamento è sostanzialmente conformato a L. Il corpo isolante è pure sostanzialmente conformato a L e presenta una prima e una seconda superficie laterale sostanzialmente continue e sostanzialmente conformate a L, con la pluralità di elementi di dissipazione del calore che sono convenientemente posizionati su almeno una porzione di detta prima e seconda superficie laterale.
Vantaggiosamente, detta pluralità di elementi di dissipazione del calore comprende una pluralità di alette parallele che sono disposte lungo almeno una porzione di ciascuna di dette prima e seconda superficie laterale. Preferibilmente almeno una parte di dette alette si estende sull’intera lunghezza di ciascuna di dette prima e seconda superficie laterale, in modo da interessare le parti degli elementi di dissipazione più prossime alle zone dove si genera il calore.
In particolare, secondo una forma di realizzazione vantaggiosa del dispositivo coprimorsetto per interruttori di bassa tensione della presente invenzione, dette alette parallele sono posizionate con andamento parallelo al flusso di uscita del calore dall’interruttore nella porzione superiore di ciascuna di dette prima e seconda superficie laterale.
Secondo una forma di realizzazione alternativa, dette alette parallele sono posizionate sostanzialmente sull’intera superficie di ciascuna di dette prima e seconda superficie laterale, con andamento orientato nella direzione di uscita dei gas.
Preferibilmente, almeno una parte di dette alette parallele sono atte ad essere posizionate in prossimità di detta apertura di sfiato di detto interruttore. In pratica. in questa configurazione i gas di sfogo dalla camera d’arco entrano immediatamente a contatto con le alette che contribuiscono al loro raffreddamento e obbligano i gas a seguire un percorso verso l’esterno dell’interruttore.
Un forma di realizzazione largamente preferita del dispositivo coprimorsetto per interruttori di bassa tensione del presente modello, prevede che almeno una porzione di detta pluralità di elementi di dissipazione del calore sia realizzata in materiale plastico.
Inoltre, una ulteriore forma di realizzazione preferita del dispositivo coprimorsetto del presente trovato, prevede che almeno una porzione di detta pluralità di elementi di dissipazione del calore sia realizzata in materiale termicamente conduttivo.
Vantaggiosamente, detto corpo isolante ha una superficie posteriore e una superficie inferiore che sono provviste di aperture che consentono il passaggio di detto morsetto di collegamento. In questo modo il primo corpo isolante risulta essere facilmente inseribile in modo scorrevole su detto morsetto di collegamento, rendendo l’assemblaggio dell’assieme morsetto/coprimorsetto estremamente facile e veloce.
Inoltre, preferibilmente, detto corpo isolante ha una superficie superiore e una superficie anteriore che sono provviste di aperture di accesso a detto morsetto di collegamento per il suo fissaggio a detto terminale di detto interruttore e a mezzi di connessione elettrica a detto circuito elettrico.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente modello risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione di alcune forme di realizzazione di un dispositivo coprimorsetto per interruttori di bassa tensione, in particolare per interruttori scatolati, che sono illustrate a titolo esemplificativo e non limitativo nelle allegate Figure, in cui:
- la Figura 1 rappresenta una vista in prospettiva di una forma di realizzazione di un interruttore scatolato di tipo convenzionale;
- le Figure 2a-2b rappresentano una vista in prospettiva di una forma di realizzazione di un dispositivo coprimorsetto per interruttori di bassa tensione, secondo il presente modello;
- la Figura 3 rappresenta una vista in prospettiva di una forma di realizzazione di un dispositivo coprimorsetto per interruttori di bassa tensione, secondo il presente modello, installato sopra un corrispondente morsetto;
- la Figura 4 rappresenta una vista in prospettiva di una forma di realizzazione di un interruttore scatolato in cui, per ciascuna fase, è stato installato un dispositivo coprimorsetto, secondo il presente modello;
- le Figura 5 rappresenta una vista in prospettiva di una ulteriore forma di realizzazione di un dispositivo coprimorsetto per interruttori di bassa tensione, secondo il presente modello.
Con riferimento alle allegate figure, il dispositivo coprimorsetto 1 secondo il presente modello, è atto ad essere utilizzato in interruttori di bassa tensione, in particolare in un interruttore scatolato 100 come rappresentato in Figura 1.
L’interruttore 100 presenta normalmente una o più di fasi 101 (in questo caso tre fasi) ciascuna delle quali è provvista di una terminale 102 per il collegamento elettrico di detto interruttore 100 ad un circuito elettrico. L’interruttore è inoltre provvisto, per ciascuna fase 101, di un morsetto 2 di collegamento di detto terminale 102 ad un circuito elettrico e di una o più aperture di sfiato 103, 104 per scaricare i gas generati nelle camere d’arco di detto interruttore100 durante le manovre di apertura/chiusura.
In generale, i principi di funzionamento, nonché i relativi componenti e meccanismi, di un interruttore di bassa tensione usato per il presente modello possono essere di tipo convenzionale e non saranno descritti in ulteriori dettagli.
Con particolare riferimento alle figure 2a-b e 3, una delle caratteristiche peculiari del dispositivo coprimorsetto 1 secondo il presente modello è data dal fatto di comprendere un corpo isolante 11 che riveste detto morsetto di collegamento 2. In particolare, il corpo isolante 11 è provvisto su almeno una porzione della sua superficie esterna di una pluralità di elementi 121, 131 di dissipazione del calore.
Sempre con riferimento alle figure 2a-b e 3, in una forma di realizzazione tipica del dispositivo coprimorsetto 1 del presente modello, il morsetto di collegamento 2 è sostanzialmente conformato a L e il corpo isolante 11 è pure sostanzialmente conformato a L in modo che la sua forma interna sostanzialmente combaci con la forma esterna del morsetto di collegamento 2. In questo modo, le porzioni laterali dei morsetti di collegamento 2 che sono rivolte verso una fase contigua risultano essere completamente isolate e schermate.
Il corpo isolante 11 presenta inoltre una prima 12 e una seconda 13 superficie laterale sostanzialmente continue e sostanzialmente conformate a L, in modo tale da rivestire in maniera sostanzialmente completa le pareti laterali del morsetto di collegamento 2.
Come evidenziato nelle allegate figure, la pluralità di elementi di dissipazione del calore 121, 131 è posizionata su almeno una porzione di detta prima 12 e seconda 13 superficie laterale. In particolare, in una forma di realizzazione largamente preferita del dispositivo coprimorsetto 1 rappresentata nelle allegate figure, detta pluralità di elementi di dissipazione del calore 121, 131 è vantaggiosamente costituita da una pluralità di alette parallele che sono disposte lungo almeno una porzione di ciascuna di dette prima 12 e seconda 13 superficie laterale di detto corpo isolante 11.
Ad esempio, con riferimento alle allegate figure, dette alette parallele 121, 131 sono posizionate con andamento verticale, ossia parallelo al flusso di uscita del calore dall’interruttore nella porzione superiore di ciascuna di dette prima 12 e seconda 13 superficie laterale di detto corpo isolante 11.
Secondo una forma di realizzazione alternativa, illustrata in figura 5, dette alette parallele 121, 131 sono posizionate sostanzialmente sull’intera superficie di ciascuna di dette prima 12 e seconda 13 superficie laterale, con andamento orientato nella direzione di uscita dei gas.
Con riferimento anche alle figure 1 e 4, in condizioni operative (vale a dire quando morsetto 2 e coprimorsetto 1 sono installati sull’interruttore 100), almeno una parte di dette alette parallele 121, 131 si trova ad essere posizionata in prossimità delle aperture di sfiato 103, 104 delle camere d’arco di detto interruttore 100. In questo modo, i gas di sfogo dalla camera d’arco dell’interruttore 100 entrano immediatamente a contatto con almeno una parte delle alette 121, 131 che contribuiscono al raffreddamento di detti gas e li obbligano a seguire un percorso verso l’alto e l’esterno dell’interruttore 100.
Inoltre le alette servono a raffreddare i morsetti, e di conseguenza aumentano l’efficienza termica complessiva.
Dal punto di vista costruttivo, almeno una porzione di detto corpo isolante 11 e di detta pluralità di elementi 121, 131 di dissipazione del calore è realizzata in materiale plastico, ad esempio in materiali termoplastici eventualmente rinforzati con cariche quali la fibra di vetro e simili materiali.
In pratica risulta essere vantaggioso che almeno una porzione di detto corpo isolante 11 e di detta pluralità di elementi 121, 131 di dissipazione del calore sia realizzata con materiale termicamente conduttivo in modo da facilitare il raffreddamento dei terminali, e conseguentemente migliorare l’efficienza termica complessiva dell’interruttore.
Sempre con riferimento alle figure 2a-b e 3, il corpo isolante 11 del dispositivo coprimorsetto 1 presenta vantaggiosamente una superficie posteriore e una superficie inferiore 15 che sono provviste di aperture che consentono il passaggio di detto morsetto di collegamento 2. In questo modo il primo corpo isolante 11 del coprimorsetto 1 può facilmente essere inserito per scorrimento sul corrispondente morsetto di collegamento 2, e l’assemblaggio dell’assieme morsetto 2/coprimorsetto 1 avviene in maniera estremamente semplice e veloce.
Inoltre, sempre con riferimento alle citate figure, il corpo isolante 11 del coprimorsetto 1 presenta una superficie superiore 14 e una superficie anteriore 16 che sono vantaggiosamente provviste di aperture di accesso a detto morsetto di collegamento 2 per il suo fissaggio al corrispondente terminale 102 di detto interruttore 100 e a mezzi di connessione elettrica a detto circuito elettrico.
In pratica, attraverso l’apertura nella superficie superiore 14 corpo isolante 11 è possibile inserire in opportune sedi del morsetto 2 i cavi (o simili mezzi di connessione) di collegamento al circuito elettrico. Attraverso le apertura nella superficie anteriore 16 è invece possibile, ad esempio tramite mezzi a vite, fissare il morsetto 2 al corrispondente terminale 102 e bloccare i cavi di collegamento nelle sedi del morsetto 2.
In questo modo, è possibile equipaggiare un interruttore 100 con morsetti 2 provvisti dei rispettivi coprimorsetti 1, come illustrato in figura 4, in maniera estremamente semplice e veloce.
Come precedentemente detto, un interruttore di bassa tensione 100, in particolare interruttore scatolato di bassa tensione, comprendente una o più di fasi 101 ciascuna provvista di una terminale 102 per il collegamento elettrico di detto interruttore, un morsetto 2 di collegamento di detto terminale 102 ad un circuito elettrico e uno apertura di sfiato 103, 104 per scaricare i gas generati nelle camere d’arco di detto interruttore durante le manovre di apertura/chiusura, che comprendere un dispositivo coprimorsetto 1 come qui descritto, costituisce pure un aspetto del presente modello
Come si è visto dalla precedente descrizione e dalle allegate figure, il coprimorsetto 1 per interruttori di bassa tensione 100, secondo il presente modello può essere realizzato con mezzi meccanici relativamente semplici, e pertanto la sua produzione può avvenire con costi relativamente ridotti.
Inoltre, il dispositivo coprimorsetto 1 per interruttori di bassa tensione 100, secondo il presente modello consente di superare agevolmente i problemi e gli inconvenienti presenti negli interruttori di tipo noto e precedentemente descritti.
Sulla base della descrizione data, altre caratteristiche, modifiche o miglioramenti sono possibili ed evidenti al tecnico medio. Tali caratteristiche, modifiche e miglioramenti sono perciò da considerarsi parte del presente modello di utilità. In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo coprimorsetto (1) per interruttori di bassa tensione (100), in particolare per interruttori scatolati, aventi una o più di fasi (101) ciascuna provvista di una terminale (102) per il collegamento elettrico di detto interruttore, un morsetto (2) di collegamento di detto terminale (102) ad un circuito elettrico e una apertura di sfiato (103, 104) per scaricare i gas generati in detto interruttore durante le manovre di apertura/chiusura, caratterizzato dal fatto di comprendere un corpo isolante (11) che riveste detto morsetto di collegamento (2), detto corpo isolante (11) essendo provvisto su almeno una porzione della sua superficie esterna di una pluralità di elementi (121, 131) di dissipazione del calore.
  2. 2. Dispositivo coprimorsetto (1) per interruttori di bassa tensione (100), secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto morsetto di collegamento (2) è sostanzialmente conformato a L e che detto corpo isolante (11) è pure sostanzialmente conformato a L e presenta una prima (12) e una seconda (13) superficie laterale sostanzialmente continue e sostanzialmente conformate a L, detta pluralità di elementi di dissipazione del calore (121, 131) essendo posizionati su almeno una porzione di detta prima (12) e seconda (13) superficie laterale.
  3. 3. Dispositivo coprimorsetto (1) per interruttori di bassa tensione (100), secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta pluralità di elementi di dissipazione del calore (121, 131) comprende una pluralità di alette parallele disposte lungo almeno una porzione di ciascuna di dette prima (12) e seconda (13) superficie laterale.
  4. 4. Dispositivo coprimorsetto (1) per interruttori di bassa tensione (100), secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che dette alette parallele (121, 131) sono posizionate almeno nella porzione superiore di ciascuna di dette prima (12) e seconda (13) superficie laterale, con andamento orientato nella direzione di uscita dei gas.
  5. 5. Dispositivo coprimorsetto (1) per interruttori di bassa tensione (100), secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che dette alette parallele (121, 131) sono posizionate sostanzialmente sull’intera superficie di ciascuna di dette prima (12) e seconda (13) superficie laterale, con andamento orientato nella direzione di uscita dei gas.
  6. 6. Dispositivo coprimorsetto (1) per interruttori di bassa tensione (100), secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che almeno una parte di dette alette parallele (121, 131) sono atte ad essere posizionate in prossimità di detta apertura di sfiato (103, 104) di detto interruttore (100).
  7. 7. Dispositivo coprimorsetto (1) per interruttori di bassa tensione (100), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno una porzione di detta pluralità di elementi (121, 131) di dissipazione del calore è realizzata in materiale plastico.
  8. 8. Dispositivo coprimorsetto (1) per interruttori di bassa tensione (100), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno una porzione di detta pluralità di elementi (121, 131) di dissipazione del calore è realizzata in materiale elettricamente isolante e termicamente conduttivo.
  9. 9. Dispositivo coprimorsetto (1) per interruttori di bassa tensione (100), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo isolante (11) ha una superficie posteriore e una superficie inferiore (15) provvista di aperture che consentono il passaggio di detto morsetto di collegamento (2), e ulteriormente caratterizzato dal fatto che detto primo corpo isolante (11) è inseribile in modo scorrevole su detto morsetto di collegamento (2).
  10. 10. Dispositivo coprimorsetto (1) per interruttori di bassa tensione (100), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo isolante (11) ha una superficie superiore (14) e una superficie anteriore (16) provviste di aperture di accesso a detto morsetto di collegamento (2) per il suo fissaggio a detto terminale (102) di detto interruttore (100) e a mezzi di connessione elettrica a detto circuito elettrico.
  11. 11. Interruttore di bassa tensione (100), in particolare interruttore scatolato di bassa tensione, comprendente una o più di fasi (101) ciascuna provvista di una terminale (102) per il collegamento elettrico di detto interruttore, un morsetto (2) di collegamento di detto terminale (102) ad un circuito elettrico e uno apertura di sfiato (103, 104) per scaricare i gas generati in detto interruttore durante le manovre di apertura/chiusura, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo coprimorsetto (1) secondo una o più delle precedenti rivendicazioni.
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