BR112014021534B1

BR112014021534B1 - Método de teste da integridade de um segundo selo de um isolador elétrico e isolador para separar dois objetos com diferentes potenciais elétricos

Info

Publication number: BR112014021534B1
Application number: BR112014021534-0A
Authority: BR
Inventors: Anders Holmberg; Anna Brorsson; Bengt Asplund; Jonas Persson; Mattias Lundborg
Original assignee: Abb Schweiz Ag
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2022-09-13
Also published as: US20140373602A1; CN104254763B; BR112014021534A2; EP2637180A1; RU2576546C1; EP2823277B1; CN104254763A; WO2013131790A1; US9322737B2; CA2866461C; CA2866461A1; EP2823277A1

Abstract

MÉTODO DE TESTE DE INTEGRIDADE DE UM SEGUNDO SELO DE UM ISOLADOR ELÉTRICO. A presente invenção refere-se a um método de testar a integridade de um segundo selo (2) de um isolador elétrico (8), o método compreendendo: encher um primeiro volume (10) do isolador com um gás compreendendo um componente detectável; fechar a segunda abertura fechável (4); evacuar o segundo volume (11) por uma primeira abertura fechável (5); e determinar que um segundo selo (6), entre o segundo elemento selante (2) e o corpo (8) ou a segunda abertura fechável (4), está vazando se o componente detectável for detectado no gás evacuado do segundo volume (11). Um isolador elétrico é também descrito.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um isolador, usado em aplicações de alta tensão, e, mais particularmente, um isolador de poste para separar dois objetos com diferentes potenciais elétricos. ANTECEDENTES

[002] O mercado para isoladores de poste de alta resistência mecânica é dominado pelos de porcelana, porque eles podem oferecer um isolador de núcleo sólido de grande diâmetro a um baixo custo. Os isoladores compostos de núcleos sólidos com grandes diâmetros são difíceis de produzir e mais caros do que os de porcelana. A indústria de isoladores compostos tem lutado para obter soluções eficientes em custo por uso de isoladores de núcleos ocos, nos quais o isolamento interno é baseado em enchimento com espuma ou enchimento com gás a alta pressão.

[003] A invenção se refere a esses isoladores de post e de qualquer tamanho, usados para separar dois potenciais elétricos, normalmente um alto potencial elétrico, da terra. Podem ser usados como os denominados isoladores de poste de estação em mecanismos de ligação em estações conversoras de usinas para transmissão de energia elétrica, tal como em válvulas separadoras em um conversor em uma estação de uma usina HVDC (Corrente Contínua de Alta Tensão) com relação à terra. Outro uso possível é para conduzir cabos elétricos de alta tensão aéreos.

[004] Os isoladores de poste podem ter comprimentos, isto é, alturas, de 2 a 12 m, mas qualquer outro tamanho é possível.

[005] A tensão, isto é, a diferença de potencial, em questão pode ser, por exemplo, de 100 a 1.200 kV, embora tensões bem diferentes sejam possíveis. A tensão pode ser uma tensão alternada ou uma tensão contínua.

[006] É muito importante em um isolador de poste desse tipo impedir curtos-circuitos entre os potenciais elétricos, separados pelo isolador. A parte externa do isolador é normalmente coberta por abrigos, e o isolador é projetado para suportar a diferença de tensão na parte externa do isolador. Em um isolador composto com enchimento de gás, o volume interno é normalmente uma atmosfera controlada quando do primeiro uso, mas há um risco de que com o tempo umidade possa vazar no volume fechado do isolador, devido aos vazamentos na selagem de extremidade, o que pode provocar curtos-circuitos. Em aplicações com enchimento de gás de alta pressão, a pressão é usualmente monitorada e esses vazamentos vão ser detectados por uma queda de pressão.

[007] O pedido de patente EP 1 801 819 descreve um isolador de poste com enchimento de espuma. O problema com os isoladores de poste com enchimento de espuma é que eles precisam ter uma interface forte e durável, entre o tubo e o núcleo de espuma, para evitar que a água forme um condutor axial nas cavidades de uma interface fraca, na qual a espuma é separada do tubo isolador. O pedido de patente CN 2011/56452U descreve outro isolador de poste.

[008] O pedido de patente JP 09139128 descreve um isolador de poste com enchimento de gás com selagem de extremidade à prova de ar e partes de relaxação de campo elétrico, projetando-se no tubo, mas a parte de relaxação de campo elétrico é disposta com furos e o isolador contém partes absorventes de umidade.

[009] O pedido de patente GB 635.814 se refere a isoladores elétricos com enchimento de gás, e tem como um dos seus objetos proporcionar meios nos quais o isolador pode ser reabastecido com gás. Um isolador elétrico com enchimento de gás oco é selado permanentemente em uma extremidade dele com uma bucha, que é rosqueada internamente para receber um tampão rosqueado removível. De preferência, o tampão é dotado com uma cabeça sobrejacente à face externa da bucha, e uma arruela selante é disposta entre a cabeça e a bucha. A bucha e o tampão mencionados acima podem ser dispostos para serem inseridos da extremidade do isolador, de modo que uma conexão metálica, a ser fixada na dita extremidade, pode se estender livre do tampão. Por exemplo, a conexão metálica mencionada acima pode compreender uma tampa, dotada com uma placa de cobertura removível, de modo que um acesso fácil possa ser obtido para a remoção do dito tampão.

SUMÁRIO

[010] De acordo com um aspecto da presente invenção, proporciona-se um método de teste de integridade de um segundo selo de um isolador elétrico, o isolador compreendendo: um corpo de isolador envolvendo um primeiro volume para alojamento de um gás, o corpo sendo dotado com uma abertura; e uma disposição de selo disposta para selar a dita abertura no corpo e compreendendo: um primeiro elemento selante para selar a dita abertura e dotado com uma primeira abertura fechável; e um segundo elemento selante para selar a dita abertura, e disposto dentro do primeiro elemento selante, de modo que os primeiro e segundo elementos selantes definam um segundo volume, significativamente menor do que o primeiro volume, em que o segundo elemento selante é dotado com uma segunda abertura fechável, que, em cooperação com a primeira abertura fechável, propicia o controle da pressão de gás no primeiro volume. O método compreende: encher o primeiro volume do isolador com um gás, compreendendo um componente detectável; fechar a segunda abertura fechável; evacuar o segundo volume pela primeira abertura fechável; e determinar que o segundo selo, entre o segundo elemento selante e o corpo, ou a segunda abertura fechável fechada, está vazando, se o componente detectável for detectado no gás evacuado do segundo volume.

[011] De acordo com outro aspecto da presente invenção, proporciona-se um isolador, para separar dois objetos com diferentes potenciais elétricos, o isolador compreendendo: um corpo isolante envolvendo um primeiro volume para alojar um gás, o corpo sendo dotado com uma abertura; e uma disposição de selo disposta para selar a dita abertura no corpo e compreendendo: um primeiro elemento selante à prova de gás para selar a dita abertura e dotado com uma primeira abertura fechável; e um segundo elemento selante à prova de gás para selar a dita abertura, e disposto dentro do primeiro elemento selante, de modo que os primeiro e segundo elementos selantes definam um segundo volume, significativamente menor do que o primeiro volume, em que o segundo elemento selante é dotado com uma segunda abertura fechável, que, em cooperação com a primeira abertura fechável, propicia o controle da pressão de gás no primeiro volume.

[012] O isolador pode ser usado de acordo com uma concretização de um método da presente invenção.

[013] Por meio da disposição de selo compreendendo dois elementos selantes separados, um externo, que pode ser portador de carga e proporciona redundância, e um interno, que pode proporcionar o selo primário e pode ser protegido pelo elemento selante externo, o risco de vazamento do primeiro volume é reduzido, especialmente, uma vez que cada elemento selante, quando a respectiva abertura fechável é fechada, é à prova de gás, independentemente do outro elemento selante. Por meio do segundo volume formado, cada um dos elementos selantes também pode ser, individual e independentemente, testado para vazamento. Também, o segundo volume é significativamente menor do que o primeiro volume, quando formado na disposição de selo, de acordo com a presente invenção. Quando o segundo volume é relativamente pequeno, mesmo um pequeno vazamento pode ser facilmente detectado.

[014] Geralmente, todos os termos usados nas concretizações vão ser interpretados de acordo com os seus significados originais no campo técnico, a menos que explicitamente definidos de outro modo no presente relatório descritivo. Todas as referências a "um/o elemento, aparelho, componente, meio, etapa etc." devem ser interpretadas de forma livre como referindo-se a pelo menos um caso do elemento, aparelho, componente, meio, etapa etc., a menos que indicado explicitamente de outro modo. As etapas de qualquer método descritas no presente relatório descritivo não precisam ser conduzidas na ordem exata descrita, a menos que indicado de outro modo. O uso de "primeiro", "segundo" etc. para as diferentes características/componentes da presente invenção é apenas tencionado par a distinguir as características/componentes de outras características/componentes similares, e não para conferir qualquer ordem de hierarquia nas características/componentes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[015] Com referência aos desenhos em anexo abaixo, segue-se uma descrição específica de uma concretização da invenção, citada como um exemplo.

[016] A Figura 1 mostra esquematicamente uma concretização da disposição de selo do isolador de alta tensão, de acordo com a invenção.

[017] A Figura 2 mostra esquematicamente uma concretização de uma segunda disposição de selo do isolador de alta tensão, de acordo com a invenção.

[018] As Figuras 3a e 3b mostram esquematicamente concretizações de um método de teste do selo secundário, entre o primeiro elemento selante e o selo primário, entre o segundo elemento selante e o corpo, respectivamente.

[019] A Figura 4 mostra esquematicamente uma concretização de uma disposição de teste para testar a selagem entre o primeiro elemento selante e o corpo, como o método na Figura 3a.

[020] A Figura 5 mostra esquematicamente uma concretização de uma disposição de teste para testar a selagem entre o segundo elemento selante e o corpo, como o método na Figura 3b.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[021] As concretizações vão ser descritas mais inteiramente a seguir com referência aos desenhos em anexo, nos quais certas concretizações são mostradas. No entanto, outras concretizações, em muitas diferentes formas, são possíveis dentro do escopo da presente invenção. Em vez disso, as concretizações apresentadas a seguir são proporcionadas por meio de exemplos, de modo que essa descrição seja detalhada e completa, e que indiquem o escopo da invenção àqueles versados na técnica. Os números similares se referem a elementos similares ao longo da descrição.

[022] Os problemas atuais em isoladores de poste com enchimento de gás a alta pressão (> 152 kPa ou > 1,5 atm) compreendem a necessidade de enchimento com gás no local, uma vez que não podem ser enchidos na fábrica devido às restrições em transportes de recipientes de alta pressão. Além do mais, há uma necessidade para monitorar a pressão do gás dentro do isolador com o tempo, para garantir que a pressão seja mantida.

[023] Um problema com os isoladores de poste com enchimento de gás, na técnica anterior, é garantir uma impermeabilidade a gás de longo tempo dos selos de extremidades, isto é, nas extremidades dos isoladores compostos ocos. Os inventores entenderam que seria vantajoso aperfeiçoar a impermeabilidade a gás dos selos, para permitir uma pressão inicial mais baixa dos isoladores de poste.

[024] De acordo com os inventores, é vantajoso ter-se múltiplos selos redundantes cobrindo uma ou todas as aberturas do corpo isolante de um isolador de poste. Os selos são, na técnica anterior, tanto supostos serem impermeáveis a gás quanto portarem cargas, as forças afetando o isolador podem ser depois transferidas para os selos e isso pode comprometer a impermeabilidade a gás do selo.

[025] Se uma abertura do isolador for ter selos redundantes, então há um problema de como ser possível testar, separadamente, os múltiplos selos redundantes em uma fábrica, após manufatura do isolador de poste.

[026] O projeto de uma disposição de selo, que sela uma abertura no corpo isolante, com dois selos separados, um primeiro elemento selante e um segundo elemento selante, garante que o volume envolvido pelo isolador vai ser impermeável a gás durante toda a vida útil do isolador. O fato de que os elementos selantes são separados e que apenas o primeiro elemento selante é portador de carga garante que se os isoladores forem afetados por forças, por exemplo, um terremoto, que poderiam afetar o selo criado pelo primeiro elemento selante e o corpo, o segundo elemento selante vai manter a selagem de toda a disposição de selo. Uma vez que os selos são tão confiáveis, não há qualquer necessidade para uso de um gás de alta pressão e/ou monitoramento de pressão dentro do corpo isolante, e uma pressão normal ou baixa é suficiente para garantir que a umidade não penetra na parte interna do isolador.

[027] O projeto de selagem dupla da disposição de selo propicia a possibilidade de controlar e testar individualmente cada selagem, após produção, para verificar a integridade de todos os componentes do sistema selante. O projeto vai permitir o teste dos selos individuais na instalação de produção, e vai permitir que o isolador seja enchido com um gás a uma pressão mais baixa na instalação de produção. Isso vai produzir um produto que é enchido com gás e "pronto para usar/instalar", sem necessidade de enchimento e monitoramento da pressão de gás no local de instalação, e, desse modo, competir com os isoladores cerâmicos em facilidade de instalação e custo.

[028] O enchimento com gás de baixa pressão é mais seguro, uma vez que não requer qualquer manuseio e transporte especiais, porque o isolador não vai ser considerado como um recipiente pressurizado, que deve ser transportado com cuidado especial. É mais efetivo em custo do que o enchimento com espuma. O benefício principal do ponto de vista dos consumidores é que o isolador de poste está pronto para usar/instalar, não precisa ser enchido com gás no local, e, por causa da selagem segura, não requer qualquer inspeção de gás ou reenchimento com gás.

[029] As concretizações da invenção se referem a isoladores de poste compreendendo um tubo de um material isolante rígido. O tubo pode ter uma seção circular diferente de circular, tal como quadrada, embora uma seção transversal circular seja mais frequente. O tubo pode ter também uma seção transversal variável, tal como sendo cônica.

[030] O corpo isolante pode ser, na presente invenção, de um material polimérico composto, mas a disposição de selo, na presente invenção, pode funcionar igualmente bem para um corpo isolante feito de porcelana ou cerâmica.

[031] O gás dentro do isolador oco pode ter qualquer pressão, e a disposição de selo na presente invenção pode funcionar igualmente bem para qualquer pressão. Seria vantajoso encher o isolador na manufatura com um gás a uma pressão absoluta inferior a 150 KPa (1,5 bar), uma vez que não há quaisquer restrições particulares para transportar um recipiente com seja pressão bem baixa. Se no local uma maior pressão for necessária, gás pode ser adicionado ao isolador.

[032] Em algumas concretizações, o método pode compreender também testar a integridade de um primeiro selo do isolador elétrico, com o que o método compreende ainda: colocar o isolador, com a primeira abertura fechável fechada, no gás compreendendo um componente detectável; evacuar o segundo volume pela primeira abertura fechável; e determinar que um primeiro selo, entre o primeiro elemento selante e o corpo da primeira abertura fechável, está vazando, se o componente detectável for detectado no gás evacuado do segundo volume.

[033] Em algumas concretizações da presente invenção, o corpo isolante é dotado com uma segunda abertura, com uma segunda disposição de selo disposta para selar a dita segunda abertura no corpo e compreendendo: um terceiro elemento selante para selar a dita segunda abertura e dotado com uma terceira abertura fechável; e um quarto elemento selante para selar a dita segunda abertura, e disposto dentro do terceiro elemento selante, de modo que os terceiro e quarto elementos selantes definam um terceiro volume, significativamente menor do que o primeiro volume.

[034] Então, em algumas concretizações, o método pode também compreender testar a integridade de um quarto selo do isolador elétrico, com o que o método compreende ainda: evacuar o terceiro volume pela terceira abertura fechável; e determinar que o quarto selo, entre o quarto elemento selante e o corpo está vazando, se o componente detectável for detectado no gás evacuado do terceiro volume.

[035] Adicional ou alternativamente, o método pode também compreender testar a integridade de um terceiro selo do isolador elétrico, com o que o método compreende ainda: colocar o isolador, com a terceira abertura fechável fechada, no gás compreendendo o componente detectável; evacuar o terceiro volume pela terceira abertura fechável; e determinar que o terceiro selo, entre o primeiro elemento selante e o corpo ou a terceira abertura fechável, está vazando, se o componente detectável for detectado no gás evacuado do terceiro volume.

[036] O teste dos primeiro e terceiro selos, quando o gás compreendendo o componente detectável está fora do isolador, pode ser conduzido em paralelo ou essencialmente simultaneamente. De modo similar, o teste dos segundo e terceiro selos, quando o gás compreendendo o componente detectável está no primeiro volume do isolador, pode ser feito em paralelo ou essencialmente simultaneamente. A Figura 1 mostra esquematicamente a disposição de selo 1 do isolador de alta tensão, para separar dois objetos com diferentes potenciais elétricos, de acordo com a presente invenção. O corpo isolante 8 é um tubo de material isolante.

[037] O corpo isolante 8 envolvendo um primeiro volume 10, para alojar um gás, é dotado com: uma abertura; e uma disposição de selo 1 disposta para selar a dita abertura no corpo e compreendendo: um primeiro elemento selante 3 para selar a dita abertura e dotado com uma primeira abertura fechável 5. A disposição de selo compreende ainda um segundo elemento selante 2 para selar a dita abertura, e disposto dentro, por exemplo, pelo menos parcialmente envolvido (por exemplo, envolvido em todos os lados exceto o lado do segundo elemento selante, que fica voltado para a massa do corpo isolante) pelo primeiro elemento selante 3, de modo que os primeiro e segundo elementos selantes definam um segundo volume 11, entre o primeiro elemento selante e o segundo elemento selante, e sendo significativamente menor do que o primeiro volume 10, e o segundo elemento selante é dotado com uma segunda abertura fechável 4, que, em cooperação com a primeira abertura fechável 5, propicia controle da pressão de gás no primeiro volume 10.

[038] O segundo elemento selante 2 é disposto na extremidade e dentro do corpo isolante 8, próximo da extremidade do tubo ou na extremidade do tubo. Um selo primário impermeável a gás 6 é disposto entre o segundo elemento selante e o tubo isolante 8, por colagem ou por uso de qualquer outro processo adequado, conhecido na técnica, para criar um selo impermeável a ar entre o segundo elemento selante e o corpo isolante 8.

[039] Um primeiro elemento selante 3 é disposto na extremidade do corpo isolante 8. Um selo secundário impermeável a gás 7 é disposto entre o primeiro elemento selante 3 e a parte externa do corpo isolante 8 por colagem ou qualquer outro processo adequado.

[040] O segundo elemento selante 2 e o primeiro elemento selante 3 são dispostos próximos entre si ou ainda uns a seguir dos outros na abertura do corpo isolante 8. Em uma concretização, o primeiro elemento selante 2 e o segundo elemento selante 3 são colados entre si na borda da abertura do corpo isolante 8, mas é possível que o segundo elemento selante 2 seja colocado dentro do corpo isolante próximo da abertura, mas que os elementos primário e secundário (2, 3) não se toquem entre si.

[041] O segundo elemento selante 2 é disposto com uma abertura fechável 4. A abertura fechável 4 pode ser uma válvula, um tampão rosqueado, um furo tampável, um tampão expansível, um tampão cônico, um rebite ou qualquer tipo de abertura que possa ser fechada e à prova de vazamento de gás.

[042] O primeiro elemento selante 3 é disposto com uma abertura fechável 5. A abertura fechável 5 pode ser qualquer tipo de abertura que possa ser fechada e seja impermeável a gás, tal como uma válvula, um tampão rosqueado ou um furo tampável.

[043] O primeiro elemento selante 3 é feito de metal. O primeiro elemento selante é feito, de preferência, de metal fundido, de preferência, ferro fundido, aço, aço inoxidável ou alumínio. O primeiro elemento selante é formado frequentemente como um flange para fixar os objetos que vão ser separados pelo isolador.

[044] Um selo secundário 7 da disposição de selo é obtido por aplicação de um selante entre a parte externa do corpo isolante e o primeiro elemento selante 3. O selante pode ser qualquer tipo, é, de preferência, um selante de borracha butílica ou à base de epóxi.

[045] O segundo elemento selante 2 pode ser feito de um material com boas propriedades de selagem e difusão de gás, tal como um metal, mas qualquer material, com boas propriedades de selagem de gás, é possível, por exemplo, uma folha polimérica com uma superfície aluminizada, ou similar.

[046] O segundo elemento selante 2 é feito, de preferência, de folha metálica, que tenha propriedades de difusão muito melhores do que a selagem com metal fundido. O segundo elemento selante de folha metálica é fino, com uma espessura preferível da folha de 0,5 mm a 4 mm. O material preferido do segundo elemento selante de folha metálica é aço inoxidável ou alumínio.

[047] Um selo primário 6 da disposição de selo é obtido por aplicação de um selante entre o segundo elemento selante 2 e a parte interna do corpo isolante. O selante pode ser qualquer tipo, mas o preferido é um selante de borracha butílica ou à base de epóxi.

[048] O corpo isolante 8 pode ser feito de qualquer material isolante, tal como cerâmica, porcelana, plástico, mas, em uma concretização preferida, o corpo isolante é feito de compósito polimérico com fibra, tal como fibra de vidro.

[049] A Figura 2 mostra uma outra concretização de uma segunda disposição de selo 19 do isolador de alta tensão, de acordo com a presente invenção. A segunda disposição de selo 19 é para ser usada, de preferência, na extremidade oposta do corpo isolante 8 com a disposição de selo 1.

[050] O corpo isolante 8 é dotado com uma segunda abertura, com uma segunda disposição de selo 19 disposta para selar a dita segunda abertura no corpo e compreendendo: um terceiro elemento selante 13 para selar a dita segunda abertura e dotado com uma terceira abertura fechável 15, e a dita segunda disposição de selo 19 compreende ainda um quarto elemento selante 12 para selar a dita segunda abertura, e disposto dentro do terceiro elemento selante 13, de modo que os terceiro e quarto elementos selantes definam um terceiro volume 111, significativamente menor do que o primeiro volume 10.

[051] O terceiro elemento selante 13 é feito de metal, de preferência, um metal fundido, tal como ferro fundido, aço, aço inoxidável ou alumínio. O terceiro elemento selante é formado frequentemente como um flange ou similar, para fixação dos objetos que vão ser separados pelo isolador.

[052] O quarto elemento selante 12 pode ser feito de um material com boas propriedades de selagem e difusão de gás, tal como metal, mas qualquer material com boas propriedades de selagem de gás é possível, por exemplo, uma folha de polímero com uma superfície aluminizada, ou similar.

[053] O quarto elemento selante 12 é feito, de preferência, de folha metálica, que tenha propriedades de difusão muito melhores do que a selagem com metal fundido. O quarto elemento selante de folha metálica é fino, com uma espessura preferível da folha de 0,5 mm a 4 mm. O material preferido do quarto elemento selante de folha metálica 12 é aço inoxidável ou alumínio.

[054] A presente invenção propicia testes de produção rotineiros em duas etapas dos selos individuais 6, 7 na fábrica.

[055] A Figura 3a descreve o método de teste do selo secundário 7. Na primeira etapa 20, uma bomba de vácuo 30, ou similar, é presa 31 na primeira abertura fechável 5, no primeiro elemento selante 3. A bomba 30 fica evacuando o ar para fora do isolador, desse modo, criando uma baixa pressão ou um vácuo dentro do isolador. Isso pode ser feito com a segunda abertura fechável 4, aberta ou fechada. Dependendo de se a segunda abertura fechável 4 está aberta ou fechada, rotas de vazamento ligeiramente diferentes são testadas.

[056] Em uma segunda etapa 21, o isolador é colocado em um meio físico com um gás, em torno ou acima da pressão normal, com um gás a nível de traço detectável. O meio para detecção do gás a nível de traço é disposto no gás saindo da primeira abertura fechável 5, por exemplo, na descarga da bomba de vácuo.

[057] Em uma etapa final 22, uma falha no selo secundário 7 é determinada se o gás a nível de traço detectável for detectado no gás da abertura 5.

[058] A Figura 3b descreve o método de teste do selo primário 6.

[059] Na primeira etapa 25, o primeiro volume do isolador é esvaziado e depois reenchido com um gás que inclui um gás a nível de traço detectável, com uma pressão em torno ou acima da pressão normal.

[060] Em uma segunda etapa 26, a segunda abertura fechável 4 é fechada.

[061] Em uma terceira etapa 27, uma bomba de vácuo 30, ou similar, é presa 32 na primeira abertura fechável 5, no primeiro elemento selante 3. A bomba 30 fica evacuando o ar para fora do segundo volume 11 no isolador, desse modo, criando uma baixa pressão ou um vácuo dentro do segundo volume no isolador. O mesmo princípio de teste é obtido por colocação de todo o isolador em uma câmara a vácuo.

[062] Em uma etapa final 28, uma falha no selo primário 6 ou na segunda abertura fechável fechada 4 é determinada se o gás a nível de traço detectável for detectado no gás saindo da primeira abertura fechável 5, por exemplo, na descarga da bomba de vácuo.

[063] O método de teste descrito nas Figuras 3a, 3b pode ser também usado na segunda disposição de selo 19.

[064] A Figura 4 mostra a disposição de teste usada pelo método de teste do selo secundário 7, descrito na Figura 3a.

[065] Uma bomba de vácuo 30, ou similar, é presa 32 na primeira abertura fechável 5, no primeiro elemento selante 3. A bomba 30 fica evacuando o ar para fora do isolador, desse modo, criando uma baixa pressão ou um vácuo dentro do isolador.

[066] Essa evacuação do gás para fora do isolador pode ser feita em duas etapas de teste: uma na qual a segunda abertura fechável 4 é fechada; e uma na qual a segunda abertura fechável 4 é aberta. Cada etapa de teste testa uma rota de vazamento de gás ligeiramente diferente.

[067] O isolador é então colocado em um meio físico com um gás em torno da ou acima da pressão normal, com um gás a nível de traço detectável. Um meio para detectar o gás a nível de traço é disposto na descarga da bomba de vácuo ou em outro local adequado. Se o gás a nível de traço for detectado no gás saindo da abertura fechável 5, a impermeabilidade do elemento selante 3 ou do selo secundário 7, entre o primeiro elemento selante 3 e o corpo 8, é comprometida.

[068] A segunda disposição de selo 19 pode ser testada do mesmo modo por fixação de uma bomba de vácuo, ou similar, na terceira abertura fechável 15, e se for detectado o gás a nível de traço detectável saindo da terceira abertura fechável 15, o selo entre o corpo 8 e o quarto elemento selante 12 é comprometido.

[069] O gás a nível de traço detectável pode ser hélio, mas qualquer tipo de gás detectável pode ser usado. O meio físico com um gás a nível de traço detectável também pode compreender apenas ou quase que apenas o gás detectável.

[070] A Figura 5 mostra a disposição de teste usada pelo método de teste do selo primário 6, descrito na Figura 3b.

[071] O primeiro volume 10 é enchido com um gás em torno ou acima da pressão normal, com um gás a nível de traço detectável.

[072] Uma bomba de vácuo 30, ou similar, é presa 32 na primeira abertura fechável 5, no primeiro elemento selante 3. A bomba 30 fica evacuando o ar para fora do segundo volume 11 no isolador, desse modo, criando uma baixa pressão ou um vácuo dentro do segundo volume 11.

[073] Um meio para detectar o gás a nível de traço é disposto na descarga da bomba de vácuo ou em outro local adequado. Se o gás a nível de traço for detectado no gás saindo da abertura fechável 5, o selo primário 6, entre o segundo elemento selante 2 e o corpo 8, é comprometido.

[074] A segunda disposição de selo 19 pode ser testada do mesmo modo por fixação de uma bomba de vácuo, ou similar, na terceira abertura fechável 15, e se for detectado o gás a nível de traço detectável saindo da terceira abertura fechável 15, o selo entre o corpo 8 e o quarto elemento selante 12 é comprometido.

[075] São apresentadas abaixo alguns outros aspectos e concretizações da presente invenção.

[076] De acordo com um aspecto da presente invenção, proporciona-se um isolador para separar dois objetos com diferentes potenciais elétricos, o isolador compreendendo: um corpo isolante envolvendo um primeiro volume, para alojar um gás, o corpo sendo dotado com uma abertura; e uma disposição de selo disposta para selar a dita abertura no corpo, e compreendendo um primeiro elemento selante para selar a dita abertura e dotada com uma primeira abertura fechável. A disposição de selo compreende ainda um segundo elemento selante, para selar a dita abertura e disposto dentro do primeiro elemento selante, de modo que os primeiro e segundo elementos selantes definam um segundo volume, significativamente menor do que o primeiro volume, o segundo elemento selante sendo dotado com uma segunda abertura fechável, que, em cooperação com a primeira abertura fechável, permite o controle da pressão de gás no primeiro volume. Em algumas concretizações, o primeiro elemento selante 3 pode ter apenas uma função selante ativa, no caso de vazamento pelo segundo elemento selante 2, desse modo, proporcionando uma solução selante redundante. Em algumas concretizações, o primeiro elemento selante é portador de carga, isto é, o isolador é preso em outro objeto por meio do primeiro elemento selante, enquanto que o segundo elemento selante, interno não é portador de carga.

[077] Em outra concretização da invenção, um isolador, no qual o corpo isolante é dotado com uma segunda abertura, com uma segunda disposição de selo, disposta para selar a dita segunda abertura no corpo e compreendendo um terceiro elemento selante, para selar a dita segunda abertura e dotado com uma terceira abertura fechável, e a dita segunda disposição de selo compreende ainda um quarto elemento selante, para selar a dita segunda abertura e disposto dentro do terceiro elemento selante, de modo que os terceiro e quarto elementos selantes definam um terceiro volume, significativamente menor do que o primeiro volume. O terceiro elemento selante 13 vai ter apenas uma função selante ativa no caso de vazamento pelo quarto elemento selante 12, desse modo, proporcionando uma solução selante redundante.

[078] Em outra concretização da invenção, o primeiro elemento selante 3 é disposto substancialmente fora do corpo isolante.

[079] Em outra concretização da invenção, o terceiro elemento selante 13 é disposto substancialmente fora do corpo isolante.

[080] Em outra concretização da invenção, o primeiro elemento selante 3 é portador de carga e o segundo elemento selante 2 não é parte da estrutura de condução de carga.

[081] Em outra concretização da invenção, o terceiro elemento selante 13 é portador de carga e o quarto elemento selante 12 não é parte da estrutura de condução de carga.

[082] Em outra concretização da invenção, o segundo elemento selante 2 é disposto na abertura e dentro do corpo isolante 8.

[083] Em outra concretização da invenção, o quarto elemento selante 12 é disposto na abertura e dentro do corpo isolante 8.

[084] A forma do segundo elemento selante 2 e do quarto elemento selante 12 é, de preferência, em forma de panela ou tampa, pelo fato de que a parte central do elemento se estende em uma direção perpendicular ao eixo longitudinal do corpo isolante, e, nas bordas, o elemento se estende em uma direção paralela ao eixo longitudinal do corpo isolante. Quando o elemento é colocado ou comprimido no corpo isolante, a superfície entre as bordas do elemento e a parte interna do corpo isolante criam uma superfície de contato, que, conjuntamente com um selante, cria o selo primário 6.

[085] Em outra concretização da invenção, o primeiro volume 10 no isolador é enchido com um gás isolante, a uma pressão absoluta abaixo de 150 KPa (1,5 bar). O isolador pode ser enchido com gás a qualquer pressão, mas com uma pressão abaixo de 1,5 bar, o isolador pode ser enchido na fábrica e transportado sem quaisquer disposições especiais que se originam da restrição de transporte de recipiente pressurizados.

[086] Em outra concretização da invenção, o corpo isolante 8 compreende um corpo alongado. O corpo isolante pode ter uma seção transversal circular e variável, tal como sendo cônica ou tendo uma seção transversal constante, tal como sendo tubular.

[087] Em outra concretização da invenção, a parte externa do corpo isolante 8 é circundada por abrigos 9 em um material isolante. Os abrigos 9 aumentam a distância de perda em dielétrico na parte externa do isolador.

[088] A presente invenção também propicia um método de teste da integridade dos selos na disposição de selo em um isolador, de acordo com as concretizações. O método compreende as etapas de:

[089] - colocar o isolador em um gás com componente detectável 33;

[090] - evacuar o segundo volume 11 pela primeira abertura fechável 5; e

[091] - determinar que o selo secundário 7, entre o primeiro elemento selante 3 e o corpo 8, está vazando se for detectado o componente detectável no gás evacuado do segundo volume 11.

[092] Outro método de teste de um selo na disposição de selo compreende as etapas de:

[093] - encher o primeiro volume 10 do isolador com um gás com um componente detectável;

[094] - fechar a segunda abertura fechável 4;

[095] - evacuar o segundo volume 11 pela primeira abertura fechável 5;

[096] - determinar que o selo primário 6, entre o segundo elemento selante 2 e o corpo 8 e a segunda abertura fechável fechada 4, está vazando se for detectado componente detectável no gás evacuado do segundo volume 11.

[097] De acordo com outro aspecto da presente invenção, proporciona-se um uso de um isolador elétrico para testar a integridade de um selo dele, o isolador compreendendo: um corpo isolante (8) envolvendo um primeiro volume (10) para alojar um gás, o corpo sendo dotado com uma abertura; e uma disposição de selo (1), disposta para selar a dita abertura e compreendendo: um primeiro elemento selante (3) para selar a dita abertura e dotado com uma primeira abertura fechável (5); e um segundo elemento selante (2), para selar a dita abertura e disposto dentro do primeiro elemento selante (3), de modo que os primeiro e segundo elementos selantes definam um segundo volume (11), significativamente menor do que o primeiro volume (10), em que o segundo elemento selante é dotado com uma segunda abertura fechável (4), que, em cooperação com a primeira abertura fechável (5), permite o controle da pressão de gás no primeiro volume (10). O uso compreende: colocar o isolador, com a primeira abertura fechável (5) fechada, em um gás compreendendo um componente detectável (33); evacuar o segundo volume (11) pela primeira abertura fechável (5); e determinar que um primeiro selo (7), entre o primeiro elemento selante (3) e o corpo (8) ou a primeira abertura fechável (5), está vazando se o componente detectável for detectado no gás evacuado do segundo volume (11).

[098] De acordo com outro aspecto da presente invenção, proporciona-se um uso de um isolador elétrico para testar a integridade de um selo dele, o isolador compreendendo: um corpo isolante (8) envolvendo um primeiro volume (10) para alojar um gás, o corpo sendo dotado com uma abertura; e uma disposição de selo (1), disposta para selar a dita abertura no corpo e compreendendo: um primeiro elemento selante (3) para selar a dita abertura e dotado com uma primeira abertura fechável (5); e um segundo elemento selante (2), para selar a dita abertura e disposto dentro do primeiro elemento selante (3), de modo que os primeiro e segundo elementos selantes definam um segundo volume (11), significativamente menor do que o primeiro volume (10), em que o segundo elemento selante é dotado com uma segunda abertura fechável (4), que, em cooperação com a primeira abertura fechável (5), permite o controle da pressão de gás no primeiro volume (10). O uso compreende: encher o primeiro volume (10) do isolador com um gás compreendendo um componente detectável; fechar a segunda abertura fechável (4); evacuar o segundo volume (11) pela primeira abertura fechável (5); e determinar que um segundo selo (6), entre o segundo elemento selante (2) e o corpo (8) ou a segunda abertura fechável (4), está vazando se o componente detectável for detectado no gás evacuado do segundo volume (11).

[099] A presente invenção foi descrita basicamente acima com referência a umas poucas concretizações. No entanto, como vai ser facilmente considerado por uma pessoa versada na técnica, outras concretizações diferentes daquelas descritas acima são igualmente possíveis dentro do escopo da presente invenção, como definidas pelas concretizações em anexo.

Claims

1. Método de teste da integridade de um segundo selo (6) de um isolador elétrico, o isolador compreendendo, um corpo isolante (8) envolvendo um primeiro volume (10) para alojar um gás, o corpo sendo dotado com uma abertura, e uma disposição de selo (1) disposta para selar a dita abertura no corpo (8) e compreendendo, um primeiro elemento selante (3) para selar a dita abertura e dotado com uma primeira abertura fechável (5), e um segundo elemento selante (2) para selar a dita abertura e disposto dentro do primeiro elemento selante (3), de modo que os primeiro e segundo elementos selantes (3, 2) definam um segundo volume (11) significativamente menor do que o primeiro volume (10), sendo que o segundo elemento selante (2) é dotado com uma segunda abertura fechável (4) que, em cooperação com a primeira abertura fechável (5), permite o controle da pressão de gás no primeiro volume (10), o método caracterizado pelo fato de que compreende, - encher o primeiro volume (10) do isolador com um gás compreendendo um componente detectável (33), - fechar a segunda abertura fechável (4), - evacuar o segundo volume (11) através da primeira abertura fechável (5), e - determinar que um segundo selo (6) entre o segundo elemento selante (2) e o corpo (8) ou a segunda abertura fechável (4) fechada está vazando se o componente detectável (33) for detectado no gás evacuado do segundo volume (11).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo isolante (8) é dotado com uma segunda abertura com uma segunda disposição de selo (19) disposta para selar a dita segunda abertura no corpo (8) e compreendendo, um terceiro elemento selante (13) para selar a dita segunda abertura e dotado com uma terceira abertura fechável (15), e um quarto elemento selante (12) para selar a dita segunda abertura e disposto dentro do terceiro elemento selante (13), de modo que os terceiro e quarto elementos selantes (13, 12) definam um terceiro volume (111) significativamente menor do que o primeiro volume (10), o método também testando a integridade de um quarto selo do isolador elétrico, sendo que o método compreende ainda - evacuar o terceiro volume (111) através da terceira abertura fechável (15), e - determinar que o quarto selo (113) entre o quarto elemento selante (12) e o corpo (8) está vazando, se o componente detectável (33) for detectado no gás evacuado do terceiro volume (111).

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o teste da integridade do quarto selo (113) é realizado em paralelo com o teste da integridade do segundo selo (6).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método também testa a integridade de um primeiro selo (7) do isolador elétrico, com o que o processo compreende ainda: - colocar o isolador, com a primeira abertura fechável (5) fechada, em um gás compreendendo um componente detectável (33), - evacuar o segundo volume (11) pela primeira abertura fechável (5), e - determinar que um primeiro selo (7), entre o primeiro elemento selante (3) e o corpo (8) ou a primeira abertura fechável (5), está vazando se o componente detectável (33) for detectado no gás evacuado do segundo volume (11).

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o corpo isolante (8) é dotado com uma segunda abertura com uma segunda disposição de selo (19) disposta para selar a dita segunda abertura no corpo (8) e compreendendo um terceiro elemento selante (13) para selar a dita segunda abertura e dotado com uma terceira abertura fechável (15), e um quarto elemento selante (12) para selar a dita segunda abertura e disposto dentro do terceiro elemento selante (13), de modo que os terceiro e quarto elementos selantes (13, 12) definam um terceiro volume (111) significativamente menor do que o primeiro volume (10), o método também testando a integridade de um terceiro selo (112) do isolador elétrico, sendo que o método compreende ainda - colocar o isolador, com a terceira abertura fechável (15) fechada, no gás compreendendo o componente detectável (33), - evacuar o terceiro volume (111) através da terceira abertura fechável (15), e - determinar que o terceiro selo (112) entre o primeiro elemento selante (3) e o corpo (8) ou a terceira abertura fechável (15) está vazando, se o componente detectável (33) for detectado no gás evacuado do terceiro volume (111).

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o teste da integridade do terceiro selo (112) é realizado em paralelo com o teste da integridade do primeiro selo (7).

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro elemento selante (3) é disposto fora do corpo isolante (8).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro elemento selante (3) é portador de carga e o segundo elemento selante (2) não é portador de carga.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o segundo elemento selante (2) é disposto na abertura e dentro do corpo (8).

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro volume (10) no isolador é enchido na fábrica com um gás isolante a uma pressão abaixo de 150 KPa (1,5 bar).

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o corpo isolante (8) compreende um corpo alongado, de preferência tubular ou cônico.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a parte externa do corpo isolante (8) é circundado por abrigos (9) de um material isolante.

13. Isolador para separar dois objetos com diferentes potenciais elétricos, o isolador caracterizado pelo fato de que compreende, um corpo isolante (8) envolvendo um primeiro volume (10) para alojar um gás, o corpo sendo dotado com uma abertura, e uma disposição de selo (1) disposta para selar a dita abertura no corpo (8) e compreendendo um primeiro elemento selante impermeável a gás (3) para selar a dita abertura e dotado com uma primeira abertura fechável (5), e um segundo elemento selante impermeável a gás (2) para selar a dita abertura e disposto dentro do primeiro elemento selante (3), de modo que os primeiro e segundo elementos selantes (3, 2) definam um segundo volume (11) significativamente menor do que o primeiro volume (10), sendo que o segundo elemento selante (2) é dotado com uma segunda abertura fechável (4) que, em cooperação com a primeira abertura fechável (5), permite o controle da pressão de gás no primeiro volume (10)