BR102015028523B1

BR102015028523B1 - Componente de energia elétrica

Info

Publication number: BR102015028523B1
Application number: BR102015028523-0A
Authority: BR
Inventors: Peter Sjoberg; Robert Floresjo; Simon Lindgren; Thomas Eriksson; Anders Ostlund
Original assignee: Abb Schweiz Ag
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2022-02-15
Also published as: CN105632659A; US9799439B2; CN105632659B; BR102015028523A2; US20160148744A1; EP3023997B1; EP3023997A1

Abstract

COMPONENTE DE ENERGIA ELÉTRICA CONTENDO UM FLUIDO ISOLANTE E UM NÚCLEO CONDENSADOR. A presente invenção refere-se a um componente de energia elétrica, tal como um casquilho. O componente de energia compreende um invólucro (1), um núcleo condensador (2) disposto no invólucro e incluindo um isolamento elétrico (4), um espaço (5) formado entre o núcleo condensador e o invólucro, um recipiente de expansão (8) posicionado adjacente e em comunicação aberta com o espaço entre o núcleo condensador e o invólucro, e um fluido eletricamente isolante, tal como o óleo, contido no espaço entre o núcleo condensador e o invólucro. O componente de energia compreende ainda um ou mais elementos de enchimento (10) que tem uma densidade mais elevada e menor coeficiente de expansão térmica do que o fluido, e o um ou mais elementos de enchimento estão dispostos de forma móvel no recipiente de expansão.

Description

Campo da invenção

[0001] A presente invenção refere-se aos componentes de energia elétrica que contenham um fluido isolante, e um núcleo condensador, tais como casquilhos, e os transformadores de instrumento. A invenção refere-se particularmente a casquilhos eletricamente isolantes para equipamento elétrico de alta tensão, por exemplo, transformadores e reatores. A invenção refere-se em particular a casquilhos impregnados de óleo.

Antecedentes da invenção

[0002] Os componentes de energia elétrica, tais como capacitores, casquilhos e transformadores de instrumentos compreendem um núcleo condensador disposto circundado por um invólucro eletricamente isolante. O núcleo condensador inclui pelo menos um condutor que se estende ao longo de um eixo longitudinal do invólucro e um isolamento elétrico em torno do condutor. O isolamento elétrico que circunda o condutor é, por exemplo, feito de papel reciclado impregnado com óleo. Um espaço é formado entre o núcleo condensador e o invólucro do. O espaço entre o núcleo condensador e o invólucro contém um fluido isolante para impregnar o isolamento que circunda o condutor. O fluido isolante é geralmente óleo. Durante a operação e / ou quando a temperatura ambiente está aumentando do componente de energia, a temperatura do óleo é aumentada e por isso o volume do óleo é aumentado. A fim de evitar o aumento da pressão no invólucro quando a temperatura do óleo for aumentada, o componente de energia é provido com um recipiente de expansão posicionado adjacente e em comunicação aberta com o espaço entre o núcleo condensador e o invólucro. Há uma lacuna aberta entre o recipiente de expansão e o núcleo condensador. O recipiente de expansão é pelo menos parcialmente cheio com um volume de gás compressível, que está em contato direto com a superfície do óleo. Quando o volume do óleo aumenta, o aumento do volume do óleo é expandido no recipiente de expansão e o gás é comprimido.

[0003] Uma desvantagem com tal componente de energia é que durante o transporte e armazenamento, quando o componente for mantido em uma posição horizontal devido ao seu comprimento, uma parte do óleo flui para o recipiente de expansão e a posição do volume de gás é movida no recipiente de expansão. Isso pode fazer com que o nível do óleo no invólucro alcance abaixo do isolamento envolvido em torno do condutor. Uma consequência disto é que o isolamento do núcleo condensador é exposto ao gás a partir proveniente do recipiente de expansão, o que pode causar danos da impregnação do isolamento envolvido do núcleo condensador. Se o componente de energia for colocado em funcionamento rapidamente depois de ter sido levantado e antes de ter sido completamente impregnado, a descarga parcial (PD) pode ocorrer. Isso pode diminuir drasticamente o tempo de vida útil do componente ou mesmo destruir o componente de imediato. Isso pode ser um problema ainda maior se ele for o único componente de reposição no local. Além disso, se ele for um componente de reposição muitas vezes há uma grande pressa em obter o transformador em ir novamente. Muitas vezes é a quantidade das atividades de PD muito pequenas, o que torna difícil de medir. Devido a isso, um componente impregnado de óleo necessita de ser montado verticalmente durante vários dias antes de ser reimpregnado, e segura para ter em funcionamento novamente.

[0004] Uma solução para este problema é dispor o recipiente de expansão de forma assimétrica em relação ao núcleo condensador. Uma desvantagem com esta solução é que o óleo irá fluir para dentro do recipiente de expansão e o isolamento do núcleo condensador não será coberto com óleo, se o componente for virado de cabeça para baixo quando for mantido em uma posição horizontal.

[0005] GB1 445 025 descreve um casquilho eletricamente isolado, pelo qual o gás que está presente no invólucro acima do nível do óleo de isolamento, é impedido de se dissolver no óleo, utilizando o recipiente de gás compressível fechado no invólucro. Estes recipientes são envolvidos em torno do condutor no interior do invólucro. O invólucro pode ser cheio com óleo, e o recipiente de gás pode ser cheio com gás a partir do exterior do casquilho. Esta é uma solução complexa e bastante dispendiosa para o problema, e há sempre o risco de que o vazamento pode ocorrer entre o volume de gás e o volume do óleo.

Objeto e sumário da invenção

[0006] É um objeto da presente invenção ultrapassar, pelo menosem parte, o problema acima, e prover um componente de energia elétrica melhorado.

[0007] Este objeto é conseguido por um componente de energia de acordo com a invenção.

[0008] O componente de energia elétrica compreende um invólucro, um núcleo condensador disposto no invólucro e incluindo um isolamento elétrico, um espaço formado entre o núcleo condensador e o invólucro, um recipiente de expansão que contém um gás de expansão e posicionado adjacente e em comunicação aberta com o espaço entre o núcleo condensador e o invólucro, e um fluido eletricamente isolante contido no espaço entre o núcleo condensador e o invólucro. A invenção é caracterizada pelo fato de o componente de energia compreender um ou mais elementos de enchimento que têm uma densidade mais elevada e menor coeficiente de expansão térmica do que o fluido, e o um ou mais elementos de enchimento estão dispostos de forma móvel no recipiente de expansão.

[0009] O coeficiente de expansão térmica descreve a forma como o tamanho de um objeto muda com uma alteração da temperatura, e é determinado como o grau de expansão dividido pela mudança de temperatura.

[00010] De acordo com a invenção, um ou mais elementos de enchimento estão dispostos no recipiente de expansão, o que torna possível ter o núcleo condensador coberto com óleo quando está em uma posição horizontal, sem aumentar o diâmetro do recipiente de expansão ou têm um recipiente de expansão assimétrico.

[00011] Os elementos de enchimento substituem a totalidade ou uma parte do óleo no reservatório de expansão. Uma vez que os elementos de enchimento têm um coeficiente de expansão térmica mais baixo do que o fluido, os elementos de enchimento não se expandem tanto como o fluido. Isto significa que o volume expandido termicamente do fluido é reduzido, e por isso o volume de gás expansão de necessário é reduzido. Os elementos de enchimento impedem que o núcleo condensador impregnado de óleo que chega entre em contato com o gás de expansão, porque ele irá diminuir o volume necessário de gás expansão. O um ou mais elementos de enchimento reduzem a necessidade de fluido no reservatório de expansão e, por conseguinte, reduzem também o volume necessário de óleo no recipiente de expansão e, assim, o volume necessário de gás. Devido a isto o componente de energia pode ser armazenado horizontal ou quase horizontal, sem expor o núcleo impregnado de óleo com gás.

[00012] Os elementos de enchimento estão dispostos de forma móvel no recipiente de expansão, o que significa que eles podem mover-se em relação ao recipiente de expansão. Os elementos de enchimento são feitos de um material que tem uma densidade mais elevada do que a do fluido. Assim, a posição do elemento de enchimento no reservatório de expansão é determinada pela força da gravidade que atua sobre o elemento. O elemento de enchimento funciona como lastro e está sempre posicionado na parte inferior da expansão, quando o dispositivo de energia está na horizontal ou em um recipiente de posição inclinada e por isso permite que o gás de expansão esteja na parte superior do recipiente de expansão, independentemente da posição do componente. Embora o componente possa ser girado em torno do seu eixo longitudinal durante o transporte ou depois de manusear, o elemento de enchimento é sempre posicionado na parte inferior do recipiente, e o gás de expansão é sempre posicionado na parte superior do recipiente de expansão, e, portanto, o núcleo condensador vai estar sempre coberto pelo fluido.

[00013] Os elementos de enchimento não têm nenhum problema com o gás de expansão preso debaixo do recipiente de expansão. Por exemplo, se o componente de energia foi de cabeça para baixo durante o transporte, os elementos de enchimento não têm nenhum problema em deixar o gás até o recipiente de expansão novamente.

[00014] Os benefícios são:• O componente de energia pode ser tomado em uma operação mais rápida após ter sido suscitada a partir da posição horizontal.• Diminui o risco de falha do componente de energia.• Ele torna possível longo tempo de armazenamento do componente de energia, em posição horizontal, sem risco de danificar o núcleo impregnado de óleo.

[00015] Além disso, esta é uma solução simples e de baixo custo.

[00016] De acordo com uma modalidade da invenção, o recipiente de expansão está disposto por cima do núcleo condensador quando o componente está na posição vertical, e o diâmetro interno do recipiente de expansão é maior do que o diâmetro interno do invólucro. Por isso haverá sempre um espaço na parte superior do recipiente para alojar o gás de expansão quando o componente estiver em uma posição horizontal e o componente de energia for girado em torno do seu eixo longitudinal.

[00017] De acordo com uma modalidade da invenção, o um ou mais elementos de enchimento são livremente móveis no recipiente de expansão. Nesta modalidade os elementos de enchimento não estão ligados a qualquer parte do componente de energia e são livremente móveis em pelo menos três graus de liberdade. Por isso, o movimento dos elementos de enchimento é facilitado quando o componente é movido ou girado.

[00018] Os elementos de enchimento podem ser feitos de qualquer material que tenha uma densidade mais elevada e menor coeficiente de expansão térmica do que o fluido e não interfira com o componente de energia, de qualquer maneira. O um ou mais elementos de enchimento são feitos de um material sólido. Os materiais sólidos geralmente possuem maior densidade e menor coeficiente de expansão térmica de um fluido. Por exemplo, um ou mais elementos de enchimento são feitos de polímero, de metal ou de cerâmica, tais como vidro. Por exemplo, o fluido é o óleo.

[00019] De acordo com uma modalidade da invenção, o recipiente de expansão contém uma pluralidade dos elementos de enchimento. Em vez de ter um grande elemento de enchimento, o recipiente de expansão pode ser cheio com um número de pequenos elementos de enchimento. Por exemplo, o recipiente de expansão pode ser cheio com um número de pequenos elementos de enchimento, até um nível que não seja mais alto do que o nível do fluido na posição vertical do componente. A geometria das peças podem ser bolas, esferas, cubos, retângulos e assim por diante.

[00020] De acordo com uma modalidade da invenção, os elementos de enchimento são esféricos. É vantajoso ter elementos de enchimento esféricos, uma vez que podem ser embalados com alta densidade e podem facilmente rolar para a posição inferior no recipiente de expansão.

[00021] De acordo com uma modalidade da invenção, uma barreira permeável ao fluido é disposta entre o recipiente de expansão e o espaço, a fim de manter os elementos de enchimento no interior do recipiente de expansão. A barreira permite que o fluido se mova entre o recipiente de expansão e o espaço, mas evita que os elementos de enchimento se movam a partir do recipiente de expansão para dentro do espaço entre o núcleo e o invólucro do condensador. Se for para ser usado certo número de pequenas peças de elementos de enchimento, o recipiente de expansão precisa de uma barreira entre o recipiente de expansão e o núcleo condensador. Caso contrário, as partes pequenas podem cair para baixo para o núcleo condensador. A barreira pode ser uma rede, filtro, ou algo semelhante.

[00022] De acordo com uma modalidade da invenção, o recipiente de expansão contém um elemento de enchimento que tem um tamanho e forma, que corresponde, pelo menos em parte, à forma e tamanho do recipiente de expansão.

[00023] Por exemplo, o elemento de enchimento é moldado como uma parte de um cilindro. Uma vez que a forma do recipiente de expansão muitas vezes é cilíndrica, é vantajoso ter um elemento de enchimento formado como uma parte de um cilindro, por exemplo, como um meio cilindro.

[00024] De acordo com uma modalidade da invenção, o elemento de enchimento tem a forma de um cilindro que tem uma reentrância para alojar o gás de expansão.

[00025] De acordo com uma modalidade da invenção, o componente é um casquilho elétrico.

Breve descrição dos desenhos

[00026] A invenção será agora explicada mais de perto pela descrição das diferentes modalidades da invenção e com referência às figuras anexas.

[00027] A figura 1 mostra um componente de energia da técnicaanterior, à temperatura ambiente e colocada na posição vertical.

[00028] A figura 2 mostra o componente de energia da técnica anterior à temperatura ambiente e colocado em uma posição horizontal.

[00029] A figura 3 mostra um componente de energia, de acordo com uma primeira modalidade da invenção, à temperatura ambiente e colocado na posição vertical.

[00030] A figura 4 mostra o componente de energia, de acordo com a primeira modalidade, à temperatura de funcionamento e colocado na posição vertical.

[00031] A figura 5 mostra o componente de energia, de acordo com a primeira modalidade, à temperatura ambiente e colocado em uma posição horizontal.

[00032] A figura 6 mostra um componente de energia, de acordo com uma segunda modalidade da invenção, à temperatura ambiente e colocado, na posição vertical.

[00033] A figura 7 mostra o componente de energia, de acordo com a segunda modalidade, à temperatura ambiente e colocado em uma posição horizontal.

[00034] A figura 8 mostra um exemplo de um elemento de enchimento.

Descrição detalhada das modalidades preferidas da invenção

[00035] A figura 1 mostra um componente de energia da técnica anterior na forma de um casquilho à temperatura ambiente e colocado na posição vertical. A figura 2 mostra o casquilho colocado em uma posição horizontal. O componente de energia compreende um invólucro 1 feito de um material eletricamente isolante, por exemplo, um polímero ou porcelana. O casquilho compreende ainda um núcleo condensador 2 posicionado no interior do alojamento 1. Neste exemplo, o componente de energia inclui um condutor 3 que se estende através do invólucro ao longo de um eixo longitudinal L. Neste exemplo, o condutor 3 é fechado por um tubo de enrolamento 4. O núcleo condensador 2 inclui um isolamento elétrico 5. Neste exemplo, o isolamento elétrico 5 é enrolado em torno do tubo de enrolamento 4. O tubo de enrolamento 4 é opcional e pode ser substituído pelo condutor. Nesse caso, o isolamento elétrico 5 é enrolado diretamente no condutor 3. Além disso, o condutor 3 é opcional e pode ser substituído pelo tubo de enrolamento 4. O isolamento elétrico 5 é, por exemplo, uma pluralidade de voltas de papel enrolado em torno do tubo de enrolamento 4 ou do condutor 3. O núcleo condensador 2 pode também incluir folha metálica reciclada entre os enrolamentos de papel. No que se segue, o isolamento elétrico 5 é denominado o isolamento enrolado.

[00036] Um espaço 6 é formado entre o núcleo condensador 2 e o invólucro 1. Este espaço é preenchido com um fluido eletricamente isolante 7, por exemplo, óleo. O fluido de isolamento também é usado para impregnar o isolamento enrolado em torno do condutor. O componente compreende ainda um recipiente de expansão 8 posicionado por cima do invólucro 1 e em comunicação aberta com o espaço 6 entre o núcleo condensador e o invólucro. O recipiente de expansão 8 está ligado de forma fixa ao invólucro. O condutor 3 e o tubo de enrolamento 4 estendem-se através do invólucro 1 e o recipiente de expansão 8. O isolamento elétrico 5 circunda a parte do condutor 3 posicionada no invólucro 1. O isolamento elétrico 5 termina abaixo do recipiente de expansão. Há pelo menos uma abertura entre o recipiente de expansão 8 e o espaço 6 para permitir que o fluido se expanda para o recipiente de expansão.

[00037] Alguns componentes de energia são providos com indicadores de nível de fluido, por exemplo, um vidro de visão 11, que mostra o nível de fluido para permitir a supervisão do nível de fluido. De preferência, o fluido dentro do recipiente de expansão 7 à temperatura ambiente atinge o vidro de visão 11, quando o indicador de nível de fluido é deste tipo. Acima do nível de fluido OL, existe um volume cheio com um gás de expansão. O gás de expansão é, por exemplo, ar ou nitrogênio.

[00038] Neste exemplo, o invólucro e o recipiente de expansão são de forma cilíndrica. O diâmetro do recipiente de expansão 8 pode muitas vezes ser maior do que o diâmetro do invólucro 1, mas sempre maior que o diâmetro do núcleo condensador. Neste exemplo, o recipiente de expansão tem um diâmetro interior de cerca de 220 mm e a altura interna do recipiente de expansão é de cerca de 100 mm. O vidro de visão 11 está posicionado a uma altura de cerca de 65 mm a partir do fundo do recipiente de expansão. Isto significa que o volume do fluido no recipiente de expansão é de cerca de 2,5 l.

[00039] Quando o casquilho for mantido em uma posição horizontal, como se vê na figura 2, o fluido irá fluir a partir do espaço 6 e para dentro do recipiente de expansão 8, e o nível OL do fluido 7 é abaixo do nível superior do isolamento 5 do núcleo condensador 2 e, consequentemente, o isolamento enrolado está em contato com o gás de expansão. O isolamento enrolado 5 do núcleo condensador não será coberto com o fluido quando o componente estiver posicionado horizontalmente, e o isolamento enrolado será exposto ao gás de expansão. Uma solução para este problema é aumentar a quantidade de fluido no componente. No entanto, se a quantidade de fluido no componente for aumentada, o volume do recipiente de expansão deve ser aumentado de modo correspondente devido a uma maior expansão do volume de fluido total. Esta não é uma solução atraente, uma vez que existem padrões que colocam limites no tamanho do recipiente de expansão.

[00040] No que se segue, a invenção será descrita em relação a um casquilho. No entanto, a invenção pode ser utilizada para outros tipos de componentes de energia elétrica, incluindo um núcleo condensador, por exemplo, transformadores de instrumento.

[00041] Nas figuras, as mesmas e as partes correspondentes são designadas pelos mesmos números de referência como para o componente da técnica anterior descrito nas figuras 1 e 2.

[00042] As figuras 3 a 5 mostram um componente de energia elétrica de acordo com uma primeira modalidade da invenção. A figura 3 mostra o componente de energia à temperatura ambiente e colocado em uma posição vertical, e a figura 4 mostra o componente de energia à temperatura de funcionamento e colocado em uma posição vertical. A figura 5 mostra o componente de energia à temperatura ambiente e colocado em uma posição horizontal.

[00043] De acordo com a invenção, o componente de energia elétrica compreende um ou mais elementos de enchimento 10 feitos de um material que possui uma maior densidade e menor coeficiente de expansão térmica do que o fluido. Os elementos de enchimento estão dispostos de forma móvel no recipiente de expansão. Os elementos de enchimento podem ser feitos a partir de qualquer material que tenha uma densidade mais elevada e menor coeficiente de expansão térmica do que o fluido 7. Os elementos de enchimento são, por exemplo, feitos de um material de cerâmica, metal ou polímero. De um modo adequado, os elementos de enchimento são feitos de vidro ou de metal. Nesta modalidade, uma pluralidade de elementos de enchimento é posicionada no recipiente de expansão. Os elementos de enchimento estão frouxamente dispostos no recipiente de expansão e é livre para se mover no recipiente de expansão na dependência da força de gravidade que age sobre os elementos de enchimento. Assim, os elementos de enchimento estarão sempre posicionados no fundo de um recipiente de expansão, mesmo que o componente seja girado em torno do eixo longitudinal L e, o componente estiver posicionado horizontalmente. A principal diferença entre o casquilho da técnica anterior descrita nas figuras 1 a 2 é que uma parte do óleo no casquilho foi substituída com os elementos de enchimento. Nesta modalidade, os elementos de enchimento são bolas. No entanto, os elementos de enchimento podem ter diferentes formas, tais como esferas, cubos, ovais, retângulos e assim por diante. Para evitar que os elementos de enchimento entrem no espaço entre o núcleo condensador e o invólucro, o recipiente de expansão é provido com uma posição de barreira 12 entre o recipiente de expansão 8 e o espaço 6. Caso contrário, os pequenos elementos de enchimento 10 podem cair para baixo para o espaço 6. A barreira é provida com uma pluralidade de pequenas aberturas para permitir que o fluido entre no recipiente de expansão. A barreira 12 pode ser uma rede, filtro, ou algo semelhante.

[00044] O componente na figura 3 é mostrado à temperatura ambiente. Se o componente for provido com um vidro de visão para mostrar o nível de fluido, o fluido no interior do recipiente de expansão de preferência, deve alcançar o visor de vidro. Acima do nível de fluido OL, existe um volume de Vg preenchido com um gás de expansão.

[00045] O coeficiente de expansão térmica K descreve a forma como o tamanho de um objeto muda com uma mudança de temperatura ΔT, e é determinado como o grau de expansão ΔV dividido pela variação na temperatura para o objeto. O óleo tem um grande coeficiente de expansão térmica, e, consequentemente, a expansão dos óleos é alta quando a temperatura aumenta no óleo.

[00046] A expressão a seguir descreve a relação entre a mudança de volume e a mudança de temperatura do fluido de:ΔV = VT * ΔT * KΔV = expansão do volume do fluido, devido a uma mudança de temperatura no fluido VT = volume total de fluido no componente de energia ΔT = mudança da temperatura média no fluido K = coeficiente de expansão térmica para o fluido

[00047] Isto significa que o volume Vg o gás de expansão deve ser maior do que a mudança no volume do fluido:Vg > ΔVVg = Volume para o gás de expansão no recipiente de expansão

[00048] A figura 4 mostra o componente a uma temperatura de funcionamento que é substancialmente mais elevada do que a temperatura ambiente. Na temperatura ambiente o nível de fluido OL está nivelado com o vidro de visão 11 e cobre os elementos de enchimento 10. Devido à expansão ΔV do fluido, o nível do fluido OL no reservatório de expansão é mais elevado na figura 4 do que na figura 3. Como visto na figura 4 existe ainda um volume contendo o gás de compressão acima do nível de fluido no reservatório de expansão.

[00049] De acordo com a invenção, a totalidade ou pelo menos a maior parte do fluido no recipiente de expansão na figura 1 é substituída por um ou mais elementos de enchimento 10.Vexp = VF + Vg + VOVF > 0Vexp = O volume do recipiente de expansãoVF = O volume dos elementos de enchimento no reservatório de expansãoVO = O volume do fluido no recipiente de expansão

[00050] A seguinte expressão deve então ser cumprida:ΔV < Vexp - VF - VO

[00051] A relação entre os volumes de fluido e os elementos de enchimento no reservatório de expansão depende da forma do recipiente de expansão e a concepção global e pode variar. O recipiente de expansão pode ser, por exemplo, cheio com elementos de enchimento 10 até a um nível que seja aproximadamente o mesmo que o nível do fluido, à temperatura ambiente, como se vê na figura 3. No entanto, em outra modalidade, o recipiente de expansão pode ser cheio com elementos de enchimento 10 para um nível acima ou abaixo do nível de fluido. Quando os elementos de enchimento são utilizados, o volume de fluido no reservatório de expansão deve ser reduzido com o volume dos elementos de enchimento que estão abaixo da superfície do fluido. De preferência, o volume VF do um ou mais elementos de enchimento é igual ou maior do que o volume VO do fluido isolante no recipiente de expansão. Mais preferivelmente, o volume VF do um ou mais elementos de enchimento é, pelo menos, duas vezes o volume VO do fluido isolante no recipiente de expansão. Mais preferencialmente, o volume VO do fluido isolante no recipiente de expansão é próximo a zero.

[00052] Devido ao fato de os elementos de enchimento 10 ter um coeficiente de expansão térmica baixo ou negativo, a expansão do elemento de enchimento, devido à mudança de temperatura ΔT é negligenciável. Ao que o volume Vg do gás de expansão necessário é reduzido em comparação com o componente da técnica anterior, o que torna possível fazer um recipiente de expansão menor. Assim, o volume necessário do gás de expansão é reduzido devido ao fato de os elementos de enchimento ter um coeficiente de expansão térmica menor ou negativo do que o fluido.

[00053] Como explicado acima com referência à figura 1 e 2, o volume do óleo no reservatório de expansão no componente da técnica anterior é cerca de 2,5 l. No exemplo descrito nas figuras 3 a 5, cerca de 80 % do volume do óleo no tanque de expansão é removido e o recipiente de expansão foi cheio com elementos de enchimento 10 até o nível do vidro de visão 11. Isto significa que o volume VO do óleo no recipiente é de 0,5 l e o volume VF dos elementos de enchimento é de 2 l. O volume de expansão de gás Vg acima do vidro de visão é para eles 1,3 l. O volume de expansão Vg deve ser pelo menos 1/7 do volume total de óleo no componente. Isto significa que, se o volume total de óleo no componente de energia for de 8 l, o volume do gás de expansão deve ser de pelo menos 1,14 l. Assim, a condição para o volume de expansão necessário é cumprida.

[00054] Apresentado a seguir um exemplo de um casquilho da técnica anterior, sem os elementos de enchimento ser comparado com um casquilho com elementos de enchimento, de acordo com a invenção. A única diferença entre os casquilhos é que uma parte do óleo foi substituída com os elementos de enchimento. elementos de enchimento elementos de enchimento

Vtot = volume total do espaço e do recipiente de expansão Vo tot = Volume total de óleo no espaço e no recipiente de expansão

[00055] O volume total Vtot é o mesmo para ambos os casquilhos. O volume total Vo tot de óleo no casquilho é diminuído uma vez que uma parte do óleo foi substituída com elementos de enchimento. O volume do gás de expansão necessário Vg é diminuído de 1,4 para 1,2 litros, ou seja, 1/7 do volume total de óleo.

[00056] A figura 5 mostra o componente de energia da figura 3 e 4 colocado na posição horizontal, e como o nível de fluido OL é afetado pelos elementos de enchimento 10. Devido à gravidade, os elementos de enchimento livremente móveis 10 foram movidos e estão ainda na parte inferior do recipiente de expansão 8. O nível de fluido OL é acima do isolamento enrolado 5 do núcleo condensador 4. Além disso, o nível de fluido OL é acima da abertura para o espaço 6 entre o invólucro 1 e o isolamento enrolado 5. Por isso, o gás de expansão é aprisionado no interior do recipiente de expansão e impedido de sair do recipiente de expansão e a entrar em contato com o isolamento enrolado e o núcleo condensador. O gás de expansão é aprisionado em um volume 14 em uma parte superior do recipiente de expansão. Se o componente de energia for girado em torno do eixo longitudinal L, o gás de expansão estará sempre na parte superior do recipiente e os elementos de enchimento estarão sempre na parte inferior do recipiente. O nível do fluido no reservatório de expansão é, acima do espaço 6 e pelo qual o gás de expansão é aprisionado no interior do recipiente de expansão e não pode ser movido para dentro do espaço 6. Assim, o componente de energia pode ser armazenado horizontal ou quase horizontal, sem expor o núcleo condensador com gás. A invenção funciona também quando o nível do fluido está abaixo do recipiente de expansão.

[00057] As figuras 6 e 7 mostram um componente de acordo com uma segunda modalidade da invenção. Nesta modalidade, o recipiente de expansão contém apenas um elemento de enchimento 16. O elemento de enchimento 16 tem a forma de um meio cilindro e está ligado de forma móvel ao tubo de enrolamento 4. O elemento de enchimento 16 pode ser girado em torno do eixo longitudinal L do condutor. Isto significa que a posição do elemento de enchimento 16 é determinada pela força da gravidade que atua sobre o elemento. O elemento de enchimento 16 neste sentido estará sempre posicionado em uma parte inferior do recipiente de expansão quando o casquilho tiver uma inclinação ou for horizontal.

[00058] A figura 7 mostra o componente colocado em uma posição horizontal e como o nível de fluido OL é afetado pelo elemento de enchimento 16. O nível de fluido OL é acima do núcleo condensador, e, assim, o isolamento de enrolamento 5 é coberto com fluido. O elemento de enchimento 16 impede que o isolamento enrolado impregnado de fluido entre em contato com o gás de expansão. Isto porque o elemento de enchimento diminui o volume total do fluido e, assim, o volume necessário de gás expansão. Como pode ser visto a partir da figura 7, o volume 14 do gás de expansão é aprisionado no interior do recipiente de expansão também na posição horizontal. O gás é aprisionado em uma parte superior do recipiente de expansão 8 entre o fluido e a superfície interna do recipiente de expansão. O elemento de enchimento 16 é ligado de modo rotativo ao tubo de enrolamento 4 por meio de um elemento de ligação 18.

[00059] O elemento de ligação 18 permite que o elemento de enchimento gire livremente ao redor do tubo de enrolamento 4. Em alternativa, o elemento de enchimento 16 pode deslizar contra a parede do recipiente de expansão, por exemplo, com os rolamentos contra a superfície da parede do recipiente ou os rolamentos contra o tubo de enrolamento.

[00060] A figura 8 mostra outro exemplo de um elemento de enchimento 20. O elemento de enchimento 20 tem a forma de um cilindro possuindo um recorte 22 para alojar o gás de expansão. O elemento de enchimento 20 é provido com um orifício de passagem para receber o condutor 3 e / ou o tubo de enrolamento 4. O elemento de enchimento 20 ocupa a maior parte do volume do recipiente de expansão.

[00061] A presente invenção não está limitada às modalidades descritas, mas pode ser alterada e modificada. Por exemplo, o número, a forma e o material dos elementos de enchimento podem variar. Além disso, o volume do um ou mais elementos de enchimento pode variar em diferentes modalidades da invenção. Por exemplo, se o componente não tiver qualquer vidro de visão é possível não ter qualquer fluido no recipiente de expansão, quando o componente estiver em uma posição vertical à temperatura ambiente. Em tal modalidade, o recipiente de expansão só pode conter um ou mais elementos de enchimento e o gás de expansão. Quanto menos fluido no reservatório de expansão melhor o efeito. Em uma modalidade, o volume dos elementos de enchimento pode ser maior do que 50 % do volume total do reservatório de expansão, ou mesmo maior do que 60 % do volume total do reservatório de expansão.Lista de referência1 - invólucro2 - núcleo condensador3 - condutor4 - tubo de enrolamento5 - isolamento6 - espaço7 - fluido / óleo8 - recipiente de expansão10 - elementos de enchimento11 - vidro de visão12 - barreira14 - volume de gás de expansão16 - elemento de enchimento18 - elemento de ligação20 - elemento de enchimento22 - reentrânciaOL - nível de fluido / óleo

Claims

1. Componente de energia elétrica, que compreende:- um invólucro (1),- um núcleo condensador (2) disposto no invólucro (1) e que inclui um isolamento elétrico (5),- um espaço (6) formado entre o núcleo condensador (2) e o invólucro (1),- um recipiente de expansão (8) que contém um gás de expansão e posicionado adjacente e em comunicação aberta com o espaço (6) entre o núcleo condensador (2) e o invólucro (1), e- um fluido eletricamente isolante (7) contido no espaço (6) entre o núcleo condensador (2) e o invólucro (1), caracterizado pelo fato de que o componente de energia compreende um ou mais elementos de enchimento (10; 16; 20) possuindo uma densidade mais elevada e coeficiente de expansão térmica mais baixo que o do fluido, e os um ou mais elementos de enchimento (10; 16; 20) estão dispostos de forma móvel no recipiente de expansão (8).

2. Componente de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o recipiente de expansão (8) está disposto por cima do núcleo condensador (2), quando o componente está na posição vertical, e o diâmetro interno do recipiente de expansão (8) é maior do que o diâmetro interno do invólucro (1).

3. Componente de energia elétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dito um ou mais elementos de enchimento (10; 16; 20) são feitos de um material sólido.

4. Componente de energia elétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito um ou mais elementos de enchimento (10; 16; 20) são feitos de cerâmica, metal ou polímero.

5. Componente de energia elétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito um ou mais elementos de enchimento (10; 16; 20) são livremente móveis no recipiente de expansão.

6. Componente de energia elétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o recipiente de expansão (8) contém uma pluralidade dos referidos elementos de enchimento (10).

7. Componente de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os referidos elementos de enchimento (10) são esféricos.

8. Componente de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que uma barreira permeável ao fluido (12) está disposta entre o recipiente de expansão (8) e o espaço (6), a fim de manter os referidos um ou mais elementos de enchimento (10) dentro do recipiente de expansão (8).

9. Componente de energia elétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito um ou mais elementos de enchimento contêm um elemento de enchimento (16; 20) que possui um tamanho e forma, que correspondem, pelo menos em parte, à forma e tamanho do recipiente de expansão (8).

10. Componente de energia elétrica, de acordo com a reivin-dicação 9, caracterizado pelo fato de que o referido elemento de enchimento (16; 20) tem a forma de uma parte de um cilindro.

11. Componente de energia elétrica, de acordo com a reivin-dicação 9, caracterizado pelo fato de que o elemento de enchimento (20) tem a forma de um cilindro que tem uma reentrância (22) para alojar o gás de expansão.

12. Componente de energia elétrica, de acordo com a reivin-dicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente é um casquilho elétrico.