DESCRIPCIÓN OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene su campo de aplicación en las instalaciones de distribución de energía eléctrica como, por ejemplo, centros de transformación eléctrica, centros de distribución, subestaciones, etc., para la protección y maniobra de circuitos eléctricos en general y, en particular, se refiere a un mecanismo configurado para accionar al menos dos medios de maniobra para la realización de las funciones de corte y/o conexión y/o seccionamiento y/o puesta a tierra de un circuito eléctrico. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad, la aparamenta de maniobra empleada en redes de distribución de energía eléctrica se instala en unas envolventes habitualmente metálicas, denominadas celdas. Dicha aparamenta comprende unos medios de maniobra que desempeñan las funciones de corte - conexión - seccionamiento - puesta a tierra de la instalación. De este modo en los casos de existir por ejemplo una falta en la línea de distribución, un corte debido a obras, mantenimiento u optimización del reparto de la carga, se pueden accionar tales medios de maniobra para obtener la distribución de energía eléctrica deseada, evitar que los consumidores queden sin tensión o garantizar la protección de personas y equipos eléctricos como, por ejemplo, los transformadores.

El accionamiento de dichos medios de maniobra, como pueden ser por ejemplo un interruptor automático que desempeña las funciones de corte-conexión, y un seccionador que desempeña la función de seccionamiento (abrir/cerrar el circuito eléctrico sin carga), se realiza mediante al menos un mecanismo de maniobra. También se pueden encontrar instalaciones en donde se utilizan seccionadores a los que habitualmente además se exigen funciones de puesta a tierra. Se sabe que los seccionadores se componen de dos contactos que pueden unirse para dejar pasar la corriente o dejar una separación física que determina la norma de seguridad o el fabricante para impedir el paso de la corriente. En caso de seccionadores con función de puesta a tierra incluida, éstos comprenden un contacto más, concretamente un contacto de puesta a tierra. Pero, dichos seccionadores no son capaces de desempeñar las funciones del interruptor, es decir, cortar la corriente cuando el circuito está en carga o en caso de falta por cortocircuito o sobreintensidad. En consecuencia, la aparamenta de maniobra tiene tanto interruptores como seccionadores. Actualmente, el orden de actuación de los medios de maniobra en la ejecución de las funciones de corte - conexión - seccionamiento - puesta a tierra del circuito eléctrico, es que ante una falta, el interruptor corta la corriente y después el seccionador abre el circuito, quedando de esta manera el circuito en seccionamiento. Una vez realizado el seccionamiento, el seccionador de puesta a tierra procede a conectar el circuito eléctrico a tierra. En la maniobra de conexión, la filosofía que predomina en lo referente al orden de actuación de los medios de maniobra, es que primero el seccionador cierra el circuito (el seccionador cierra el circuito sin carga) y después cierra el interruptor, siendo este último el que soporta todos los esfuerzos térmicos y electrodinámicos originados debido al cortocircuito provocado en el cierre de los contactos, esfuerzos que son producidos por la intensidad de corriente y el campo magnético creado. Estos esfuerzos térmicos y electrodinámicos son muy peligrosos para los contactos del interruptor, pudiendo provocar daños irreparables sobre los citados contactos, si no son eliminados rápidamente. En consecuencia, es muy importante que los contactos del interruptor se encuentren en las mejores condiciones posibles para poder realizar el corte de la corriente en el caso de una falta, así como evitar fenómenos indeseados, como por ejemplo el deterioro o la posibilidad de soldadura de los contactos del interruptor debido a un pre-arco formado durante el cierre del interruptor.

Por todo ello, se conoce aparamenta de maniobra en donde en una maniobra de conexión, el orden de actuación de los medios de maniobra, es que primero se cierra el interruptor y después se cierra el seccionador, quedando así establecido el circuito. Por otro lado, en cuanto a la maniobra de apertura, ante una falta, primero el interruptor corta la corriente y después el seccionador abre el circuito, quedando de esta manera el circuito en seccionamiento. Una vez realizado el seccionamiento, el seccionador de puesta a tierra procede a conectar el circuito eléctrico a tierra. En este sentido, se puede citar la patente europea EP2244275B1 , donde se describe una aparamenta que comprende medios de maniobra que funcionan acordes al orden de actuación definido en este párrafo. Por tanto, se evita el deterioro del interruptor manteniendo sus contactos en condiciones óptimas para desempeñar sus funciones. Así, se conoce aparamenta que comprende este orden de actuación de los medios de maniobra, pero no el mecanismo que hace posible llevar a cabo dicha actuación.

Por otro lado, en lo que se refiere al accionamiento de cada uno de los medios de maniobra, es decir, del interruptor y del seccionador y/o seccionador de puesta a tierra, una vez que el interruptor ha cortado la corriente es necesaria una segunda operación para la ejecución de la función de seccionamiento (abrir el circuito eléctrico). De la misma forma, en una maniobra de conexión también serían necesarias más de una operación para establecer el circuito eléctrico.

Por último, en la maniobra de apertura del circuito eléctrico (corte y seccionamiento), para evitar el fenómeno de las "descargas disruptivas no mantenidas (NSDD)", que son descargas producidas entre los contactos de un interruptor automático en vacío durante el periodo de tensión de restablecimiento a frecuencia industrial, que provocan un paso de corriente de alta frecuencia ligado a la capacidad parásita en las cercanías del interruptor, es necesario que ante una falta seguida de la apertura del interruptor automáticamente se produzca la apertura del seccionador.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un mecanismo de maniobra de aplicación en aparamenta de distribución de energía eléctrica, aparamenta que se puede encontrar instalada, por ejemplo, en centros de transformación eléctrica, centros de distribución, subestaciones, etc., para la protección y maniobra de circuitos eléctricos en general. Más concretamente, el mecanismo de maniobra objeto de la presente invención está configurado para accionar al menos dos medios de maniobra de una aparamenta, para la realización de las funciones de corte y/o conexión y/o seccionamiento y/o puesta a tierra de un circuito eléctrico. En concreto, el mecanismo de maniobra de la invención está configurado para accionar al menos un interruptor y un seccionador que están conectados en serie, de forma que la apertura del interruptor se produzca antes que la apertura del seccionador en una maniobra de corte y/o seccionamiento, y que el cierre del interruptor se produzca antes que el cierre del seccionador en una maniobra de conexión. Se ha previsto que el seccionador pueda consistir en un seccionador/seccionador de puesta a tierra (que desempeña las funciones de seccionamiento y puesta a tierra) o en un seccionador (que desempeña la función de seccionamiento).

En este sentido, el mecanismo de maniobra comprende al menos un primer elemento de accionamiento que permite el cierre del seccionador automáticamente después del cierre del interruptor y al menos un segundo elemento de accionamiento que permite la apertura del seccionador automáticamente después de la apertura del interruptor, de forma que se evita el deterioro del interruptor manteniendo sus contactos en condiciones óptimas para desempeñar la función de corte de la corriente. Además, dado que el mecanismo de maniobra está configurado de forma que el interruptor y el seccionador son accionados automáticamente uno después del otro, se reducen las operaciones necesarias en la maniobra de corte - seccionamiento y en la maniobra de conexión y se aumenta la seguridad. Por otro lado, desde el punto de vista de un operario se simplifican las labores de maniobra, ya que se pasa de tener que realizar varias maniobras a tener que realizar una sola.

Además, en la maniobra de corte - seccionamiento, con el hecho de que solamente sea necesaria una sola maniobra para la ejecución de dichas funciones, es decir, que ante una falta seguida de la apertura del interruptor automáticamente se produce la apertura del seccionador, se evita el fenómeno de las "descargas disruptivas no mantenidas (NSDD)".

Así, según una realización preferente, el mecanismo de maniobra de la invención comprende: - al menos un primer elemento de accionamiento para el cierre del seccionador, adaptado para cargarse con el cierre manual o motorizado del interruptor;

- al menos un segundo elemento de accionamiento para la apertura del seccionador, adaptado para cargarse con el cierre del seccionador;

- al menos un tercer elemento de accionamiento para la apertura del interruptor, adaptado para cargarse con el cierre del interruptor;

- al menos un primer medio de retención para impedir la apertura del seccionador antes de la apertura del interruptor; y

- al menos un segundo medio de retención para evitar la actuación del tercer elemento de accionamiento antes que el cierre del seccionador y así evitar la apertura del interruptor, y donde dicho segundo medio de retención está configurado para activarse una vez cargado el tercer elemento de accionamiento.

En una maniobra de cierre (conexión) del circuito eléctrico, el primer elemento de accionamiento, tal como un resorte de cierre, se puede cargar automáticamente con el cierre manual o motorizado del interruptor; o según otra realización posible de la invención, dicho primer elemento de accionamiento se puede cargar con la carga de un cuarto elemento de accionamiento, que puede ser un resorte de cierre y que se puede cargar también de forma manual o motorizada. Además, se ha previsto que el mecanismo de maniobra de la invención pueda incorporar al menos un tercer medio de retención para impedir el cierre instantáneo del seccionador después de la carga del primer elemento de accionamiento, estando dicho tercer medio de retención configurado para activarse con la carga del primer elemento de accionamiento.

Por otro lado, para la maniobra de apertura (corte-seccionamiento) del circuito eléctrico, en el caso del interruptor, el cierre del mismo interruptor acciona la carga del tercer elemento de accionamiento que permite la apertura de dicho interruptor, por ejemplo, ante una falta, y se activa el segundo medio de retención que impide la apertura del interruptor, impidiendo así la apertura del interruptor antes del cierre de los contactos del seccionador. Asimismo, se activa el primer medio de retención que evita la apertura del seccionador antes de la apertura del interruptor. El segundo elemento de accionamiento, que permite la apertura del seccionador, se carga con el cierre del mismo seccionador, quedando listo así este segundo elemento de accionamiento para actuar sobre el seccionador cuando se deba seccionar el circuito eléctrico. De acuerdo con otro objeto de la invención, se describen a continuación diferentes procedimientos de maniobra los cuales se llevan a cabo mediante el mecanismo de maniobra arriba descrito. Su seguimiento y comprensión se facilitan en la sección siguiente, con la mención a las figuras. Un primer procedimiento de maniobra de cierre del circuito eléctrico que comprende las siguientes etapas, las cuales se realizan en un mismo paso:

a) el interruptor cierra sus contactos, se carga el tercer elemento de accionamiento, se activa el segundo medio de retención que impide la apertura del interruptor, se activa el primer medio de retención, se carga el primer elemento de accionamiento, el seccionador cierra sus contactos y se carga el segundo elemento de accionamiento.

Un segundo procedimiento de maniobra de cierre del circuito eléctrico que comprende las siguientes etapas, las cuales se realizan en dos pasos:

a) el interruptor cierra sus contactos, se carga el tercer elemento de accionamiento, se activa el segundo medio de retención que impide la apertura del interruptor, se activa el primer medio de retención, se carga el primer elemento de accionamiento y se activa el tercer medio de retención; b) se desactiva el tercer medio de retención, el seccionador cierra sus contactos y se carga el segundo elemento de accionamiento.

Un tercer procedimiento de maniobra de cierre del circuito eléctrico que comprende las siguientes etapas, las cuales se realizan en un mismo paso:

a) se carga el cuarto elemento de accionamiento, se cierran los contactos del interruptor, se carga el tercer elemento de accionamiento, se activa el segundo medio de retención que impide la apertura del interruptor, se activa el primer medio de retención, se carga el primer elemento de accionamiento, el seccionador cierra sus contactos y se carga el segundo elemento de accionamiento. Un cuarto procedimiento de maniobra de cierre del circuito eléctrico que comprende las siguientes etapas, las cuales se realizan en dos pasos:

a) se carga el cuarto elemento de accionamiento, se activa el cuarto medio de retención;

b) se desactiva el cuarto medio de retención, el interruptor cierra sus contactos, se carga el tercer elemento de accionamiento, se activa el segundo medio de retención que impide la apertura del interruptor, se activa el primer medio de retención, se carga el primer elemento de accionamiento, el seccionador cierra sus contactos y se carga el segundo elemento de accionamiento.

Un quinto procedimiento de maniobra de corte, seccionamiento y puesta a tierra del circuito eléctrico que comprende las siguientes etapas, las cuales se realizan en dos pasos:

a) el interruptor abre sus contactos, se desactiva el primer medio de retención y el seccionador abre sus contactos;

b) el seccionador conecta el circuito eléctrico a tierra. DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura 1.- Muestra el esquema eléctrico de una aparamenta de distribución que incorpora el mecanismo de maniobra según una primera realización de la invención. Figura 2.- Muestra el esquema eléctrico de una aparamenta de distribución que incorpora el mecanismo de maniobra según una segunda realización preferente.

Figura 3.- Muestra el esquema eléctrico de una aparamenta de distribución que incorpora el mecanismo de maniobra según una tercera realización preferente.

Figura 4.- Muestra el esquema eléctrico de una aparamenta de distribución que incorpora el mecanismo de maniobra según una cuarta realización preferente. Figura 5.- Muestra una vista en perspectiva de una aparamenta de distribución que comprende el mecanismo de maniobra objeto de la presente invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Se describen a continuación varios ejemplos de realización preferente haciendo mención a las figuras arriba citadas, sin que ello limite o reduzca el ámbito de protección de la presente invención. En las figuras 1-4 se muestran diferentes realizaciones del mecanismo de maniobra

(1) objeto de la presente invención, para su aplicación en aparamenta de distribución (100) dotada de al menos dos medios de maniobra que comprenden a su vez un interruptor (2) y un seccionador (3) conectados en serie. De acuerdo con una primera realización preferente, mostrada en la figura 1 , el mecanismo de maniobra (1) comprende:

- un primer elemento de accionamiento (1 1) para el cierre del seccionador (3), como por ejemplo un resorte de cierre, que se carga con el cierre manual o motorizado del interruptor (2);

- un segundo elemento de accionamiento (12) para la apertura del seccionador (3), como por ejemplo un resorte de apertura, que se carga con el cierre del mismo seccionador (3);

- un tercer elemento de accionamiento (13) para la apertura del interruptor (2);

- un primer medio de retención (21) para impedir la apertura del seccionador (3) antes de la apertura del interruptor (2); y

- un segundo medio de retención (22) para evitar la actuación del tercer elemento de accionamiento (13) antes que el cierre del seccionador (3), y que está configurado para activarse una vez cargado el tercer elemento de accionamiento (13).

En cuanto al accionamiento del interruptor (2), que en esta primera realización puede ser manual o motorizado, el cierre del interruptor (2) provoca la carga del tercer elemento de accionamiento (13) que permite la apertura del interruptor (2), para actuar así sobre dicho interruptor (2), por ejemplo, en el caso de una falta. Como se ha comentado arriba, con objeto de evitar la actuación del tercer elemento de accionamiento (13), y evitar así la apertura del interruptor (2) antes que el cierre del seccionador (3), el mecanismo de maniobra (1) dispone del segundo medio de retención (22). En esta primera realización, el cierre del interruptor (2), bien de forma manual o bien de forma motorizada, provoca el cierre automático del circuito eléctrico, es decir, que se permite el cierre del seccionador (3) automáticamente después del cierre del interruptor (2) mediante una sola operación, en concreto con la operación de cierre del interruptor (2) de forma manual o de forma motorizada. Por su parte, en la figura 2 se muestra una segunda realización del mecanismo de maniobra (1) de la invención, donde a diferencia de la primera realización, en esta segunda realización el mecanismo de maniobra (1) comprende además un tercer medio de retención (23), para impedir el cierre instantáneo del seccionador (3) después de la carga del primer elemento de accionamiento (11), de forma que el cierre del circuito eléctrico puede ser retrasado.

En cuanto al accionamiento del interruptor (2) según el mecanismo de maniobra (1) de la segunda realización, el cierre del interruptor (2) provoca la carga del tercer elemento de accionamiento (13), quedando así el interruptor (2) preparado, por ejemplo, para actuar ante una falta. De forma análoga a la primera realización, para evitar la actuación de este tercer elemento de accionamiento (13) antes que el cierre del seccionador (3), el mecanismo de maniobra (1) comprende un segundo medio de retención (22), que se activa en cuanto se carga el tercer elemento de accionamiento (13). Igualmente, cabe señalar que se ha previsto que el accionamiento del interruptor (2) pueda ser manual o motorizado.

En esta segunda realización, el cierre del interruptor (2), bien de forma manual o bien de forma motorizada, no provoca el cierre automático o instantáneo del circuito eléctrico, es decir, debido a que existe el tercer medio de retención (23), el seccionador (3) no cierra sus contactos hasta que se desactive dicho tercer medio de retención (23). Una vez desactivado el tercer medio de retención (23), automáticamente cierra sus contactos el seccionador (3) y el circuito eléctrico queda establecido. De acuerdo con una tercera realización preferente del mecanismo de maniobra (1), mostrada en la figura 3, el mecanismo de maniobra (1) comprende los mismos elementos que los de la primera realización, comprendiendo además un cuarto elemento de accionamiento (14). Así, el primer elemento de accionamiento (1 1) para el cierre del seccionador (3), como por ejemplo un resorte de cierre, se carga con la carga del cuarto elemento de accionamiento (14) que preferentemente es un resorte de cierre del interruptor (2) que se carga de forma manual o motorizada. De este modo, la carga de este cuarto elemento de accionamiento (14) provoca el cierre del interruptor (2), y después, automáticamente, se carga el primer elemento de accionamiento (1 1) y se cierra el seccionador (3) quedando el circuito eléctrico establecido. El cierre del interruptor (2) también provoca la carga del tercer elemento de accionamiento (13) que permite la apertura del interruptor (2), y a su vez, provoca la activación del segundo medio de retención (22) que impide la liberación de la retención del tercer elemento de accionamiento (13).

En esta tercera realización, la carga del cuarto elemento de accionamiento (14), bien de forma manual o bien de forma motorizada, provoca el cierre automático del circuito eléctrico, es decir, se realiza primero el cierre del interruptor (2) y el cierre del seccionador (3) automáticamente después del cierre del interruptor (2) mediante una sola operación, en concreto con la operación de carga del cuarto elemento de accionamiento (14), de forma manual o de forma motorizada.

Por último, de acuerdo con una cuarta realización preferente mostrada en la figura 4, el mecanismo de maniobra (1) comprende los mismos elementos que los de la tercera realización, comprendiendo, además, un cuarto medio de retención (24) para evitar el cierre del interruptor (2). En esta cuarta realización, la carga del cuarto elemento de accionamiento (14), bien de forma manual o bien de forma motorizada, no provoca el cierre automático o instantáneo del circuito eléctrico, es decir, debido a que existe el cuarto medio de retención (24) que evita el cierre del interruptor (2), éste último no cierra sus contactos hasta que se desactive dicho cuarto medio de retención (24). Una vez desactivado el cuarto medio de retención (24), automáticamente cierra sus contactos el interruptor (2) y posteriormente el seccionador (3), de forma que el circuito eléctrico queda establecido. En la figura 5 se muestra la vista en perspectiva de una aparamenta de distribución (100) que comprende el mecanismo de maniobra (1) objeto de la presente invención.

De acuerdo con otro objeto de la invención, se describe a continuación el procedimiento para realizar las maniobras tanto de apertura (corte y seccionamiento) como de conexión del circuito eléctrico, empleando para ello los mecanismos de maniobra (1) de cada una de las realizaciones arriba descritas.

Un primer procedimiento de maniobra de cierre del circuito eléctrico, empleando para ello el mecanismo de maniobra (1) de la primera realización, figura 1 , comprende las siguientes etapas realizadas en un mismo paso:

a) el interruptor (2) cierra sus contactos, se carga el tercer elemento de accionamiento (13), se activa el segundo medio de retención (22) que impide la apertura del interruptor (2), se activa el primer medio de retención (21), se carga el primer elemento de accionamiento (1 1), el seccionador

(3) cierra sus contactos y se carga el segundo elemento de accionamiento (12).

Un segundo procedimiento de maniobra de cierre del circuito eléctrico, empleando para ello el mecanismo de maniobra (1) de la segunda realización, figura 2, comprende las siguientes etapas realizadas en dos pasos:

a) el interruptor (2) cierra sus contactos, se carga el tercer elemento de accionamiento (13), se activa el segundo medio de retención (22) que impide la apertura del interruptor (2), se activa el primer medio de retención (21), se carga el primer elemento de accionamiento (1 1) y se activa el tercer medio de retención (23);

b) se desactiva el tercer medio de retención (23), el seccionador (3) cierra sus contactos y se carga el segundo elemento de accionamiento (12). Un tercer procedimiento de maniobra de cierre del circuito eléctrico, empleando para ello el mecanismo de maniobra (1) de la tercera realización, figura 3, comprende las siguientes etapas realizadas en un mismo paso:

a) se carga el cuarto elemento de accionamiento (14), se cierran los contactos del interruptor (2), se carga el tercer elemento de accionamiento (13), se activa el segundo medio de retención (22) que impide la apertura del interruptor (2), se activa el primer medio de retención (21), se carga el primer elemento de accionamiento (11), el seccionador (3) cierra sus contactos y se carga el segundo elemento de accionamiento (12).

Un cuarto procedimiento de maniobra de cierre del circuito eléctrico, empleando para ello el mecanismo de maniobra (1) de la cuarta realización, figura 4, comprende las siguientes etapas realizadas en dos pasos:

a) se carga el cuarto elemento de accionamiento (14), se activa el cuarto medio de retención (24);

b) se desactiva el cuarto medio de retención (24), el interruptor (2) cierra sus contactos, se carga el tercer elemento de accionamiento (13), se activa el segundo medio de retención (22) que impide la apertura del interruptor (2), se activa el primer medio de retención (21), se carga el primer elemento de accionamiento (1 1), el seccionador (3) cierra sus contactos y se carga el segundo elemento de accionamiento (12).

Un quinto procedimiento de maniobra de corte, seccionamiento y puesta a tierra del circuito eléctrico, empleando para ello el mecanismo de maniobra (1) de las figuras 1- 4, que comprende las siguientes etapas realizadas en dos pasos:

a) el interruptor (2) abre sus contactos, se desactiva el primer medio de retención (21) y el seccionador (3) abre sus contactos;

b) el seccionador (3) conecta el circuito eléctrico a tierra.