BR112014013418B1

BR112014013418B1 - descarregador de surtos

Info

Publication number: BR112014013418B1
Application number: BR112014013418-9A
Authority: BR
Inventors: Ingo Gottschalk; Erhard Pippert; Dirk Springborn; Markus Sulitze
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2020-12-29
Also published as: DE102011088072A1; RU2583046C1; EP2764521A1; AU2012348791B2; CA2858439A1; WO2013083347A1; KR101655639B1; MX2014006892A; BR112014013418A2; CA2858439C; CN103975394A; AU2012348791A1; IN2014KN01098A; KR20140099891A; CN103975394B; US20140368962A1; US9306385B2

Abstract

DESCARREGADOR DE SURTOS. A presente invenção refere-se a um descarregador de surtos (1) possuindo um invólucro em formato de tubo (2), um encaixe de extremidade (3) conectado com uma extremidade do invólucro, um bloco varistor disposto no invólucro (2) e um elemento de suporte (4) disposto na região do encaixe de extremidade (3). O elemento de suporte (4) compreende um anel de suporte (5) que está em contato com o invólucro (2) e que compreende um cone (6) e um anel de fixação (7) que compreende um cone oposto (8) que corresponde ao cone (6). O cone (6) é firmado junto ao cone oposto (8) de uma maneira tal que o anel de suporte (5) é pressionado junto ao invólucro (2) em de uma maneira que não possa ser deslocado. Assim, o elemento de suporte (4) também pode ser utilizado após a instalação do bloco varistor e também ser removido.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um descarregador de sur- tos compreendendo um invólucro tubular.

[0002] Descarregadores de surtos são sistemas de proteção para instalações de alta tensão elétrica, por exemplo, tal como linhas de transmissão ou montagens de distribuidoras que, no caso de ocorrên- cia de tensões de surto devidas a relâmpagos ou maus funcionamen- tos de outros subsistemas, dissipam estas tensões de surto em dire- ção ao solo e assim, protegem outros componentes da instalação de alta tensão elétrica.

[0003] Tal descarregador de surtos compreende um ou mais blo- cos varistores cilíndricos, cada um dos quais é construído a partir de uma coluna de elementos varistores individuais igualmente cilíndricos. Os elementos varistores são caracterizados por uma resistência de- pendente da tensão elétrica. Em baixas tensões elétricas, os ditos elementos varistores atuam como isoladores. Acima de alguma tensão elétrica limite, a qual é dependente do material, os ditos elementos va- ristores possuem boa condutividade. Frequentemente, os elementos varistores são produzidos a partir de óxidos metálicos tal como óxido de zinco. O bloco varistor é limitado em ambas as extremidades por encaixes, os quais produzem o contato elétrico com a instalação de alta tensão elétrica e com o solo. De modo a garantir bom contato elé- trico mesmo sob carga mecânica, o bloco varistor precisa ser mantido junto sob pressão. Isto pode acontecer em virtude de elementos de tração, por exemplo, cabos ou barras, de preferência consistindo de plástico reforçado com fibra de vidro, sendo presos nos encaixes sob tração. Os elementos de tração neste caso envolvem a coluna varisto- ra e assim, formam um compartimento ao redor da mesma. Portanto, o bloco varistor compreende a coluna varistora, os encaixes e os ele- mentos de tração.

[0004] No caso de uso em instalações de alta tensão elétrica pos- suindotensões elétricas de várias centenas de quilovolts, estes des- carregadores de surtos podem possuir dimensões maiores do que um metro. De modo a aumentar a estabilidade mecânica, um invólucro tu- bular, por exemplo, consistindo de um material composto tal como plástico reforçado com fibra de vidro, é encaixado em tal descarrega- dor de surtos entre os encaixes de extremidade. Desde que a coluna varistora, devido aos espaços de isolamento requeridos, possui um di- âmetro menor do que o diâmetro interno do invólucro, o bloco varistor neste caso contém chapas intermediárias, as quais são introduzidas na coluna varistora e suportam a dita coluna varistora junto ao lado in- terno do invólucro. Assim, o bloco varistor é fixado nas direções trans- versais ao eixo geométrico do tubo do invólucro. De modo a aumentar a resistência à curvatura do invólucro, é conhecido reforçar o invólucro na região do encaixe de extremidade.

[0005] Assim, a DE 20 2005 008 111 U1 revela um descarregador de surtos que possui um elemento de suporte no lado interno do invó- lucro na região do encaixe de extremidade. O invólucro é delimitado entre o encaixe de extremidade e o elemento de suporte e mantido de forma fixa pela junção adesiva.

[0006] O objeto da presente invenção consiste em especificar um descarregador de surtos possuindo uma alta resistência à curvatura na região da extremidade do invólucro que permita uma capacidade de substituição dos blocos varistores, em particular, por chapas interme- diárias, sem destruição.

[0007] Neste caso, a invenção é baseada em um descarregador de surtos compreendendo um invólucro tubular, o qual possui um encaixe de extremidade conectado com uma extremidade do invólucro, um bloco varistor disposto no invólucro e um elemento de suporte disposto na região do encaixe de extremidade. De acordo com a inven- ção, é feito o aprovisionamento para o elemento de suporte possuir um anel de suporte apoiado no invólucro e compreendendo um cone, e um anel de aperto compreendendo um cone oposto associado com o cone. Neste caso, o cone é fixado com o cone oposto de um modo tal que o anel de suporte é pressionado de forma imóvel contra o invólucro. Em virtude do aprovisionamento de uma conexão de encaixe por pressão que pode ser solta via os cones do elemento de suporte, é de forma vantajosa possível tanto instalar o elemento de suporte no invó- lucro de modo retroativo, isto é, após o encaixe do bloco varistor no invólucro, como, se requerido, remover novamente o mesmo por soltar o efeito de fixação sem o elemento de suporte ou o invólucro precisarem ser destruídos no processo.

[0008] Em uma configuração vantajosa da invenção, o anel de suporte se apóia em um lado interno do invólucro. Em virtude do anel de suporte disposto no lado interno, o invólucro é impedido de curvar para o interior sob carga de curvatura e desse modo, uma resistência à curvatura particularmente elevada do invólucro é obtida.

[0009] Em uma configuração vantajosa adicional da invenção, o anel de suporte possui um segundo cone com uma inclinação que é oposta a esta do primeiro cone. Em adição, o elemento de suporte possui um segundo anel de fixação compreendendo um segundo cone oposto, o qual está associado com o segundo cone. Isto proporciona uma distribuição particularmente vantajosa das forças de pressão do anel de suporte sobre o invólucro.

[00010] Em uma configuração adicional de acordo com a invenção, o anel de suporte e o primeiro anel de fixação e possivelmente o segundo anel de fixação são dispostos de forma coaxial com respeito a um eixo geométrico do tubo do invólucro e são móveis em direção um ao outro ao longo do eixo geométrico do tubo de modo a produzir ou liberar o efeito de fixação. Isto permite fácil posicionamento do elemento de suporte no invólucro e em adição, fixação e soltura simples do elemento de suporte.

[00011] De forma vantajosa, também pode ser feito o aprovisiona- mento para o anel de suporte e o primeiro anel de fixação ou o primei- ro e segundo anéis de fixação serem conectados uns com os outros via o dispositivo de ajuste e para o movimento requerido de modo a produzir ou a liberar o efeito de fixação para ser ajustável em virtude do dispositivo de ajuste. O dispositivo de ajuste primeiramente permite a fixação e a soltura particularmente simples do elemento de suporte e em segundo lugar mantém a fixação do elemento de suporte na posi- ção fixada.

[00012] A invenção será abaixo em mais detalhes com referência aos desenhos, nos quais:

[00013] A Figura 1 apresenta uma extremidade de cima de um des- carregador de surtos de acordo com a invenção compreendendo um elemento de suporte em uma ilustração em seção parcial, A Figura 2 apresenta as partes individuais do elemento de suporte apresentado na figura 1 em uma ilustração em seção parcial, A Figura 3 apresenta uma concretização alternativa de um elemento de suporte em uma ilustração em seção parcial, A Figura 4 apresenta uma concretização alternativa adicio- nal de um elemento de suporte em uma ilustração em seção parcial.

[00014] As partes mutuamente correspondentes receberam os mesmos símbolos de referência em todas as figuras.

[00015] A Figura 1 apresenta a região de cima de um descarrega- dor de surtos 1. Um invólucro tubular 2 é de forma fixa conectado com um encaixe de extremidade 3. A conexão pode ser executada, por exemplo, por meio de junção adesiva compressiva. Neste caso, o invó- lucro 2 consiste de um material eletricamente não condutivo, mecani- camente estável, normalmente, um material composto, por exemplo, um plástico reforçado com fibra de vidro. Um revestimento com as blindagens 14 consistindo de silicone, por exemplo, é aplicado junto ao lado externo do invólucro 2 de modo a aumentar o caminho de fuga e de modo a melhorar a resistência às condições climáticas. O encaixe de extremidade 3 normalmente consiste de um material eletricamente condutivo, por exemplo, alumínio ou aço. Tal encaixe de extremidade 3 geralmente está localizado em ambas as extremidades do invólucro 2, mas neste caso, somente o encaixe de extremidade 3 na extremi- dade de cima do invólucro 2 é apresentado. No estado pronto / encai- xado, o encaixe de extremidade 3 é eletricamente conectado com a respectiva extremidade de um bloco varistor (não ilustrado aqui). Para o encaixe, o invólucro 2 é erguido com os encaixes de extremidade 3 apertados nas extremidades do invólucro, e o bloco varistor é introdu- zido dentro do invólucro 2 a partir de cima. Então, um elemento de su- porte 4 é introduzido no invólucro 2 e fixado no invólucro 2 na região do encaixe de extremidade superior 3. Neste caso, o elemento de su- porte 4 se projeta além da região do encaixe de extremidade 3 para dentro do invólucro 2. Na concretização ilustrativa apresentada na figu- ra 1, o elemento de suporte 4 compreende um anel de suporte 5, um primeiro anel de fixação 7 e um segundo anel de fixação 10. O primei- ro anel de fixação 7 possui furos, e o segundo anel de fixação 10 pos- sui furos com uma rosca interna. Os dispositivos de ajuste 13, os quais são ilustrados aqui como parafusos, são introduzidos através dos furos no primeiro anel de fixação 7 e dentro da rosca interna do segundo anel de fixação 10.

[00016] O anel de suporte 5 possui uma superfície lateral externa cilíndrica reta 15 e um primeiro cone 6 e um segundo cone 9 na super- fície lateral interna. A superfície lateral externa 15 do anel de suporte 5 se apóia no lado interno do invólucro 2. O segundo cone 9 possui uma inclinação com respeito ao eixo geométrico do tubo 12 que é oposto a este do primeiro cone 6, mas possui o mesmo ângulo do cone a.

[00017] O primeiro anel de fixação 10 possui uma superfície lateral interna reta e um primeiro cone oposto 8 em sua superfície lateral ex- terna. O ângulo do cone do primeiro cone oposto 8 corresponde ao ângulo do cone a do primeiro cone 6, mas com uma inclinação oposta. O diâmetro do primeiro anel de fixação 7 é dimensionado de modo que o primeiro anel de fixação 7 possa ser inserido de forma coaxial pelo menos parcialmente dentro do anel de suporte 5. O segundo anel de fixação 10 corresponde em termos de seu formato externo e de suas dimensões ao primeiro anel de fixação 7, mas é disposto girado 1800 ao redor de um eixo geométrico transversal ao eixo geométrico do tu- bo 12.

[00018] O primeiro anel de fixação 7 é disposto no anel de suporte 5 de um modo tal que o primeiro cone oposto 8 pelo menos parcial- mente se apóie no primeiro cone 6. O primeiro cone 6 e o primeiro co- ne oposto 8 assim são associados um com o outro. O segundo anel de fixação 10 é disposto no anel de suporte 5 de um modo tal que o se- gundo cone oposto 11 se apóia pelo menos parcialmente no segundo cone 9. O segundo cone 9 e o segundo cone oposto 11 assim são as- sociados um com o outro.

[00019] O primeiro e o segundo anéis de fixação 7, 10 são conecta- dos com os dispositivos de ajuste 13. Os dispositivos de ajuste 13 en- gatam através dos furos no primeiro anel de fixação 7 dentro da rosca interna do segundo anel de fixação 10. O primeiro e o segundo anéis de fixação 7, 10 neste caso possuem um espaçamento na direção axi- al do eixo geométrico do tubo 12. Se os dispositivos de ajuste 13 fo- rem apertados, este espaçamento é reduzido. O primeiro e o segundo cones opostos 8, 1 neste caso deslizam ao longo do cone respectiva- mente associado 6, 9 e no processo prensam o anel de suporte 5 para o exterior contra o invólucro 2.

[00020] A Figura 2 apresenta as partes individuais do elemento de suporte 4 apresentado na figura 1 no estado não encaixado. Para o encaixe, o primeiro anel de fixação 7 e o segundo anel de fixação 10 são inseridos dentro do anel de suporte 5 a partir de lados opostos. O primeiro e o segundo anéis de fixação 7, 10 são conectados de forma frouxa um com o outro utilizando os dispositivos de ajuste 13. O ele- mento de suporte 4 desse modo pré-encaixado é então introduzido dentro do invólucro 2 a partir de uma extremidade e posicionado na região do encaixe de extremidade 3. Quando o elemento de suporte 4 está na posição correta, os dispositivos de ajuste 13 são apertados e assim, os anéis de fixação 7, 10 são fixados com o anel de suporte 5 e ao mesmo tempo o anel de suporte 5 é pressionando para o exterior contra a parede interna do invólucro 2. O elemento de suporte 4 assim é fixado no invólucro 2. Se, por exemplo, após um teste elétrico ter si- do executado, for necessário remover o bloco varistor, os dispositivos de ajuste 13 e, portanto, o efeito de fixação, são liberados e o elemen- to de suporte 4 pode ser removido do invólucro 2. Então, o bloco varis- tor pode ser removido do invólucro 2 e reparado ou substituído.

[00021] As Figuras 3 e 4 apresentam concretizações adicionais de um elemento de suporte 4 no invólucro 2. As partes componentes adi- cionais do descarregador de surtos 1 não são ilustradas aqui por razão de clareza.

[00022] A Figura 3 apresenta um elemento de suporte 4 compreen- dendo um anel de suporte 5 e um primeiro anel de fixação 7. O anel de suporte 5 possui um primeiro cone 6, e o primeiro anel de fixação 7 possui um primeiro cone oposto 8. O primeiro anel de fixação 7 é dis- posto no anel de suporte 5 de um modo tal que o primeiro cone 6 e o primeiro cone oposto 8 se apoiem um no outro. O anel de suporte 5 e o primeiro anel de fixação 7 podem ser fixados um com o outro com o auxílio de uma ferramenta de fixação (não ilustrada aqui) em virtude do primeiro anel de fixação 7 ser pressionado para dentro do anel de suporte 5. Durante um tratamento de superfície adequado do primeiro cone 6 e do primeiro cone oposto 8, este efeito de fixação é de fixação automática. A liberação do efeito de fixação é então executada utili- zando uma ferramenta de liberação correspondente.

[00023] Na figura 4, um colar em formato de anel 16 é formado de forma inteiriça no anel de suporte 5 na extremidade mais larga do pri- meiro cone 6, colar este no qual furos com uma rosca são introduzidos na direção paralela ao eixo geométrico do tubo 12. O primeiro anel de fixação 7 possui furos passantes da mesma forma paralelos ao eixo geométrico do tubo 12 que engatam através dos dispositivos de ajuste 13 dentro da rosca no colar 16 do primeiro anel de fixação 7. Pelo aperto dos dispositivos de ajuste 13, o anel de fixação 7 é movido ao longo do cone 6 e do cone oposto 8 em relação ao anel de suporte 5 e fixa os ditos cones com o invólucro 2.

Claims

1. Descarregador de surtos (1), compreendendo um invólu- cro tubular (2) com uma extremidade, um encaixe de extremidade (3) o qual é conectado com a extremidade do invólucro (2), um bloco varis- tor que é disposto no invólucro (2), e um elemento de suporte (4) dis- posto na região do encaixe de extremidade (3), caracterizado pelo fato de que o elemento de suporte (4) possui um anel de suporte (5) se apoiando no invólucro (2) e compreendendo um primeiro cone (6), e um primeiro anel de fixação (7) compreendendo um primeiro cone opostos (8) associado com o primeiro cone (6), sendo que o primeiro cone (6) é fixado com o primeiro cone oposto (8) de um modo tal que o anel de suporte (5) é pressionado de forma imóvel contra o invólucro (2).

2. Descarregador de surtos (1), de acordo com a reivindica- ção 1, caracterizado pelo fato de que o anel de suporte (5) se apóia em um lado interno do invólucro (2).

3. Descarregador de surtos (1), de acordo com a reivindica- ção 1, caracterizado pelo fato de que o anel de suporte (5) possui um segundo cone (9) possuindo uma inclinação que é oposta a esta do primeiro cone (6), e sendo que o elemento de suporte (4) possui um segundo anel de fixação (10) compreendendo um segundo cone opos- tos (11), o qual é associado com o segundo cone (9).

4. Descarregador de surtos (1), de acordo com a reivindica- ção 3, caracterizado pelo fato de que o anel de suporte (5) e o primeiro anel de fixação (7), e o segundo anel de fixação (10) são dispostos de forma coaxial com respeito a um eixo geométrico do tubo (12) do invó- lucro (2) e são móveis em direção um ao outro ao longo do eixo geo- métrico do tubo (12) de modo a produzir ou a liberar o efeito de fixa- ção.

5. Descarregador de surtos (1), de acordo com a reivindica- ção 1, caracterizado pelo fato de que o anel de suporte (5) e o primeiro anel de fixação (7) são dispostos de forma coaxial com respeito a um eixo geométrico do tubo (12) do invólucro (2) e são móveis em direção um ao outro ao longo do eixo geométrico do tubo (12) de modo a pro- duzir ou a liberar o efeito de fixação.

6. Descarregador de surtos (1), de acordo com a reivindica- ção 1, caracterizado pelo fato de que o anel de suporte (5) e o primeiro anel de fixação (7) ou o primeiro e o segundo anéis de fixação (7, 10) são conectados um com o outro via os dispositivos de ajuste (13), sendo que o movimento requerido de modo a produzir ou liberar o efei- to de fixação é ajustável em virtude dos dispositivos de ajuste (13).