BR112016028379B1 - Sistema de transmissão elétrica e cabo para uma fonte de aterramento acoplada a um supressor - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE TRANSMISSÃO ELÉTRICA E CABO PARA UMA FONTE DE ATERRAMENTO ACOPLADA A UM SUPRESSOR. Um sistema de transmissão elétrica é aqui descrito. O sistema de transmissão elétrica pode incluir pelo menos um primeiro condutor de alta tensão de fase. O sistema de transmissão elétrica também pode incluir um supressor acoplado ao pelo menos um primeiro condutor de alta tensão de fase, onde o supressor inclui um corpo do supressor e um isolador, onde o corpo do supressor inclui uma extremidade superior e uma extremidade inferior, onde a extremidade inferior do supressor é acoplada ao pelo menos um primeiro condutor de alta tensão de fase, e onde a extremidade inferior do corpo do supressor é acoplada ao isolador. O sistema de transmissão elétrica pode adicionalmente incluir um condutor de aterramento acoplado a uma extremidade inferior do isolador do supressor. O sistema de transmissão elétrica também pode incluir um cabo acoplado ao condutor de aterramento, onde o cabo compreende uma extremidade distal, onde a extremidade distal do cabo é acoplada ao supressor acima do isolador.

Description

Campo técnico

[001] As configurações descritas aqui se relacionam geralmente com equipamentos de transmissão elétrica, e mais particularmente com sistemas, métodos, e dispositivos para cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão.

Técnica anterior

[002] Um supressor (algumas vezes chamado um para-raios ou um para-surtos) é um dispositivo usado em sistemas de energia elétrica e sistemas de telecomunicações para proteger a isolação e condutores do sistema de efeitos prejudiciais de raios e outras correntes de falhas. Um supressor típico tem um terminal de alta voltagem e um terminal secundário. Quando um surto de energia (corrente de falha) viaja ao longo da linha de energia até o supressor, a corrente do surto é desviada através do descarregador, na maioria dos casos para a terra (aterramento, também chamado um aterramento elétrico ou um aterramento de terra). Se a proteção a partir do supressor falha ou está ausente, um surto de energia no sistema elétrico pode introduzir milhares de quilovolts que podem danificar as linhas de transmissão e/ou provocar danos severos a transformadores e outros dispositivos elétricos ou eletrônicos.

Sumário da invenção

[003] Em geral, em um aspecto, a divulgação se relaciona com um sistema de transmissão elétrica. O sistema de transmissão elétrica pode incluir pelo menos um primeiro condutor de alta voltagem de fase, onde o supressor inclui um corpo de supressores e um isolador, onde o corpo de supressores tem uma extremidade superior e uma extremidade inferior, onde a extremidade superior do supressor é acoplada ao pelo menos um primeiro condutor de alta voltagem de fase, e onde a extremidade inferior do corpo de supressores é acoplada ao isolador. O sistema de transmissão elétrica pode incluir adicionalmente um condutor de aterramento acoplado a uma extremidade inferior do isolador do supressor. O sistema de transmissão elétrica também pode incluir um cabo acoplado ao condutor de aterramento, sendo que o cabo tem uma extremidade distal, onde a extremidade distal do cabo é acoplada ao supressor acima do isolador. Pelo menos uma porção do cabo pode ser eletricamente não condutiva.

[004] Em um outro aspecto, a divulgação pode geralmente se relacionar com um cabo para uma fonte de aterramento acoplada a um supressor. O cabo pode incluir uma porção de acoplamento tendo uma primeira característica de acoplamento e uma segunda característica de acoplamento, onde a primeira característica de acoplamento é configurada para se acoplar ao supressor entre um corpo de supressores e um isolador do supressor. O cabo também pode incluir uma porção isolante tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, onde a primeira extremidade é acoplada à segunda característica de acoplamento da porção de acoplamento, onde a segunda extremidade é acoplada à fonte de aterramento. Pelo menos uma porção da porção isolante pode ser eletricamente não condutiva.

[005] Estes e outros aspectos, objetos, características, e configurações serão aparentes a partir da descrição seguinte e das configurações anexas.

Descrição resumida dos desenhos

[006] Os desenhos ilustram só configurações exemplares de cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão e portanto não devem ser considerados limitantes de seu escopo, uma vez que cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão podem admitir outras configurações igualmente efetivas. Os elementos e características mostrados nos desenhos não estão necessariamente em escala, ênfase ao contrário sendo colocado para ilustrar claramente os princípios das configurações exemplares. Adicionalmente, certas dimensões ou posicionamentos podem estar exagerados para auxiliar a visualmente transmitir tais princípios. Nos desenhos, os numerais de referência designam elementos iguais ou correspondentes, mas não necessariamente idênticos.

[007] A figura 1 mostra uma porção de um sistema de transmissão que inclui um supressor de linha de transmissão em um estado normalmente operacional de acordo com configurações correntemente conhecidas na técnica;

[008] A figura 2 mostra a porção do sistema de transmissão da figura 1 que inclui o supressor de linha de transmissão em um estado de falha de acordo com configurações correntemente conhecidas na técnica;

[009] A figura 3 mostra uma porção de um sistema de transmissão que inclui um supressor de linha de transmissão em um estado normalmente operacional de acordo com certas configurações exemplares;

[0010] A figura 4 mostra a porção do sistema de transmissão da figura 3 que inclui o supressor de linha de transmissão em um estado de falha de acordo com certas configurações exemplares;

[0011] A figura 5 mostra uma vista detalhada do cabo adicional da figura 3 acoplado ao supressor de acordo com certas configurações exemplares; e

[0012] As figuras 6A e 6B mostram várias vistas do suporte do cabo adicional da figura 3 de acordo com certas configurações exemplares.

Descrição detalhada de configurações exemplares

[0013] As configurações exemplares discutidas aqui são direcionadas a sistemas, aparelhos, e métodos de cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão. Embora as configurações exemplares sejam descritas aqui como sendo direcionadas a supressores de linha de transmissão, as configurações exemplares também pode ser usadas em outros sistemas usando supressor, incluindo mas não limitados a sistemas de distribuição elétrica. Como descrito aqui, um usuário pode ser qualquer pessoa que interaja com cabos eletricamente isolados exemplares para supressores de linha de transmissão. Exemplos de um usuário podem incluir, mas não estão limitados a, um consumidor, um eletricista, um engenheiro, um operário de linhas, um consultor, um empreiteiro, um operador, e um representante do fabricante.

[0014] Em uma ou mais configurações exemplares, um supressor ou dispositivo de proteção elétrica similar está sujeito a atender certas normas e/ou requisitos. Por exemplo, a Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) estabelece normas, tais como a IEC 60099-4 Ed 2.2 (2009) que se aplica a supressores de surto de óxido de metal sem folgas para sistemas de corrente alternada (CA), com as quais um supressor deve se conformar para ser usado em aplicações de campo.

[0015] Os cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão (ou componentes dos mesmos) descritos aqui podem ser fisicamente colocados em ambientes externos. Em adição, ou alternativamente, cabos eletricamente isolados exemplares para supressores de linha de transmissão (ou componentes dos mesmos) podem estar sujeitos a calor extremo, frio extremo, umidade, exposição química (relacionada com a potencial combustão para corrosão química), fortes ventos, poeira, e outras condições que podem provocar desgaste nos cabos eletricamente isolados ou porções dos mesmos.

[0016] Em certas configurações exemplares, os cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão, incluindo quaisquer componentes e/ou porções dos mesmos, são produzidos de um ou mais materiais que são projetados para manter vida útil de longo prazo e funcionar quando requerido sem falha mecânica. Exemplos de tais materiais podem incluir, mas não estão limitados a, alumínio, aço inoxidável, fibra de vidro, vidro, plástico, cerâmica, e borracha.

[0017] Quaisquer componentes (p.ex., cabo) de cabos eletricamente isolados exemplares para supressores de linha de transmissão, ou porções dos mesmos, descritos aqui podem ser produzidos a partir de uma peça única (como a partir de um processo de moldagem, moldagem por injeção, fundição em matriz, ou extrusão). Em adição, ou alternativamente, um componente (ou porções do mesmo) pode ser produzido a partir de múltiplas peças que são mecanicamente acopladas entre si. Em tal caso, as múltiplas peças podem ser mecanicamente acopladas entre si usando um ou mais de um número de métodos de acoplamento, incluindo mas não limitados a epóxi, soldagem, dispositivos de fixação, conexões de compressão, roscas combinando, e conexões com fendas. Uma ou mais peças que são mecanicamente acopladas entre si podem ser acopladas entre si em um ou mais de um número de modos, incluindo mas não limitados a fixamente, articuladamente, removivelmente, deslizavelmente, e roscadamente.

[0018] Os componentes e/ou características descritos aqui podem incluir elementos que são descritos como acoplamento, fixação, união, entestamento, ou outros termos similares. Tais termos são pretendidos a simplesmente distinguir vários elementos e/ou características dentro de um componente ou dispositivo e não são intencionados a limitar a capacidade ou função daquele particular elemento e/ou característica. Por exemplo, uma característica descrita como uma “característica de acoplamento” pode acoplar, prender, fixar, entestar, e/ou executar outras funções à parte de, ou em adição a, simplesmente acoplar.

[0019] Uma característica de acoplamento (incluindo uma característica de acoplamento complementar) como descrita aqui pode permitir um ou mais componentes e/ou porções de cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão (p.ex., uma porção de acoplamento de um cabo) se tornar mecanicamente e/ou eletricamente acoplada, diretamente ou indiretamente, a uma outra porção (p.ex., um supressor) de cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão. Uma característica de acoplamento pode incluir, mas não está limitada a, um grampo, uma porção de uma articulação, uma abertura, uma área embutida, uma protuberância, uma fenda, um clipe de mola, uma lingueta, um batente, e roscas combinando. Uma porção de um cabo eletricamente isolado exemplar para supressores de linha de transmissão pode ser acoplada a uma outra porção do cabo eletricamente isolado para supressores de linha de transmissão pelo uso direto de uma ou mais características de acoplamento. Em adição, ou alternativamente, uma porção de um dispositivo luminoso modular exemplar pode ser acoplada a uma outra porção do dispositivo luminoso modular usando um ou mais dispositivos independentes que interajam com uma ou mais caraterísticas de acoplamento dispostas em um componente do dispositivo luminoso modular. Exemplos de tais dispositivos podem incluir, mas não estão limitados a, um pino, uma articulação, um dispositivo de fixação (p.ex., um prisioneiro, um parafuso, um rebite), e uma mola.

[0020] Uma característica de acoplamento descrita aqui pode ser a mesma que, ou diferente de, uma ou mais outras características de acoplamento descritas aqui. Uma característica de acoplamento complementar como descrita aqui pode ser uma característica de acoplamento que mecanicamente se acople, diretamente ou indiretamente, com uma outra característica de acoplamento. Para qualquer figura mostrada e descrita aqui, um ou mais dos componentes podem estar omitidos, adicionados, repetidos, e/ou substituídos. Consequentemente, as configurações mostradas em uma particular figura não devem ser consideradas limitadas aos arranjos específicos de componentes mostrados em tal figura.

[0021] Configurações exemplares de cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão serão descritas mais completamente aqui a seguir com referência aos desenhos anexos, nos quais cabos eletricamente isolados exemplares para supressores de linha de transmissão são mostrados. Os cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão podem, entretanto, ser configurados de muitas formas diferentes e não devem ser interpretados como limitados às configurações exemplares registradas aqui. Ao contrário, estas configurações exemplares são providas tal que a divulgação seja perfeita e completa, e transmita totalmente o escopo de cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão àqueles de experiência ordinária na técnica. Elementos (também algumas vezes chamados componentes) iguais, mas não necessariamente os mesmos, nas várias figuras são denotados por numerais de referência iguais por consistência.

[0022] Termos tais como “superior”, “inferior”, “distal”, “proximal”, “extremidade”, “espessura”, “comprimento”, “largura”, “diâmetro”, “primeiro”, e “segundo” são usados simplesmente para distinguir um componente (ou parte de um componente ou estado de um componente) de outro. Tais termos não são intencionados a denotar uma preferência ou particular orientação, e não são pretendidos a limitar configurações de cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão. Na descrição detalhada seguinte das configurações exemplares, numerosos detalhes específicos estão registrados para prover uma compreensão mais perfeita da invenção. Entretanto, será aparente a alguém de experiência ordinária na técnica que a invenção pode ser praticada sem estes detalhes específicos. Em outros casos, características bem conhecidas não foram descritas em detalhes para evitar complicar desnecessariamente a descrição.

[0023] A figura 1 mostra uma porção de um sistema de transmissão 100 que inclui um supressor de linha de transmissão 120 em um estado normalmente operacional de acordo com configurações correntemente conhecidas na técnica. A porção do sistema de transmissão 100 da figura 1 pode incluir uma fonte de aterramento 110, pelo menos um primeiro condutor de alta voltagem de fase 101, pelo menos um segundo condutor de alta voltagem de fase 102, um supressor 120, um condutor de aterramento 140, e um cabo 142.

[0024] A fonte de aterramento 110 pode ser qualquer dispositivo que esteja eletricamente acoplado a um aterramento de terra. Um exemplo de uma fonte de aterramento 110, como mostrado na figura 1, pode ser uma torre de transmissão tendo múltiplas peças 111 feitas de metal ou algum outro material eletricamente condutivo. Outros exemplos de uma fonte de aterramento 110 podem incluir, mas não estão limitados a, um condutor de aterramento (separado do condutor de aterramento 140), um polo eletricamente condutivo, e uma grelha de aterramento.

[0025] O primeiro condutor de alta voltagem de fase 101 pode ser um ou mais condutores que carreguem uma fase comum de energia. Por exemplo, o primeiro condutor de alta voltagem de fase 101 pode carregar uma fase de energia CA. Como outro exemplo, o primeiro condutor de alta voltagem de fase 101 pode carregar uma perna (p.ex., perna positiva, perna negativa) de energia de corrente contínua (CC). A energia fluindo através do primeiro condutor de alta voltagem de fase 101 pode ter um nível de voltagem que seja suficiente para usar um supressor (p.ex., o supressor 120) da maneira mostrada na figura 1. Tipicamente, mas nem sempre, a voltagem carregada pelo primeiro condutor de alta voltagem de fase 101 está associada com a transmissão (como oposto a distribuição) de energia elétrica. Exemplos de tal voltagem podem incluir, mas não estão limitados a, 230 kVCA, 345 kVCA, e 600 kVCC.

[0026] Similarmente, o segundo condutor de alta voltagem de fase 102 pode ser um ou mais condutores que carreguem uma fase comum de energia que é parte da energia que flui através do primeiro condutor de alta voltagem de fase 101. Por exemplo, se a energia fluindo através do primeiro condutor de alta voltagem de fase 101 é uma fase (p.ex., fase A) de energia CA, então a energia fluindo através do segundo condutor de alta voltagem de fase 102 pode ser uma outra fase (p.ex., fase B, fase C) de energia CA. Como um outro exemplo, se a energia fluindo através do primeiro condutor de alta voltagem de fase 101 for uma perna positiva de energia CC, então a energia fluindo através do segundo condutor de alta voltagem de fase 102 pode ser uma perna negativa de energia CC.

[0027] O supressor 120 pode ter uma extremidade superior 121, um corpo de supressores 122, e uma extremidade inferior 123. O supressor 120 (incluindo um ou mais de seus componentes) pode ser produzido de material eletricamente não condutivo. Por exemplo, o corpo de supressores 122 pode ser feito de cerâmica. A extremidade superior 121 do supressor 120 é eletricamente e mecanicamente acoplada ao primeiro condutor de alta voltagem de fase 101. O supressor 120 pode ter um comprimento e/ou espessura que atenda ou exceda uma distância mínima requerida para separar (portanto impedir arco através) do condutor de alta voltagem ao qual o supressor 120 está acoplado (p.ex., o primeiro condutor de alta voltagem de fase 101) e o condutor de aterramento 140. O comprimento do supressor 120 deve ser considerado à luz de um número de fatores, incluindo mas não limitados à voltagem fluindo através do primeiro condutor de alta voltagem de fase 101, a distância entre o primeiro condutor de alta voltagem de fase 101 e o segundo condutor de alta voltagem de fase 102, o comprimento do condutor de aterramento 140, e a distância entre a extremidade inferior 123 do supressor 120 e o segundo condutor de alta voltagem de fase 102.

[0028] O corpo de supressores 122 pode incluir uma ou mais características (p.ex., protuberâncias, como mostrado na figura 5 abaixo) dispostas sobre sua superfície externa para ajudar a garantir que o supressor 120 opere corretamente tanto durante condições operacionais normais quanto durante condições de falha. Sob condições operacionais normais, como mostrado na figura 1, o supressor 120 atua como um isolador. Em outras palavras, sob condições operacionais normais, o supressor 120 impede corrente de fluir a partir da extremidade superior 121 do supressor 120 para a extremidade inferior 123 do supressor 120. Assim, o supressor 120 cria um circuito aberto entre o primeiro condutor de alta voltagem de fase 101 e o condutor de aterramento 140 durante condições operacionais normais.

[0029] Em certas configurações exemplares, o supressor 120 pode incluir um ou mais componentes. Por exemplo, o supressor 120 pode incluir um isolador 130. Neste caso, o isolador 130 é disposto na extremidade inferior 123 do supressor 120. O isolador 130 pode incluir um ou mais componentes. Por exemplo, como mostrado na figura 1, o isolador 130 pode incluir um corpo de isolador 131 e um pino 132. Falando geralmente, o isolador 130 atua como um tipo de interruptor mecânico. Especificamente, o isolador 130 atua como um tipo de mecanismo de liberação que fisicamente libera (direta ou indiretamente) o pino 132 disposto na extremidade distal do corpo de isolador 131 do corpo de isolador 131 quando uma certa condição é atendida (neste caso, quando uma corrente de falha é detectada fluindo através do supressor 120). O isolador 130 pode ser configurado em uma ou mais de uma variedade de formas. Por exemplo, o isolador 130 pode ser um relé com uma bobina (posicionada dentro do corpo de isolador 131) que se energiza. Em resposta à bobina energizada, o isolador 130 pode mudar o estado de um contato (p.ex., de aberto (estado normal) para fechado (estado operado)).

[0030] Como outro exemplo, o isolador 130 pode ser um desconector. Em tal caso, o isolador 130 pode incluir um detonador posicionado dentro do corpo de isolador 131 que se detona baseado em uma faixa de correntes para uma dada frequência. Um ou mais componentes discretos (p.ex., capacitores, indutores, resistores) e/ou circuitos integrados podem ser parte de, ou eletricamente acoplados a, o isolador 130 para controlar as condições sob as quais o detonador do desconector (ou qualquer outro aspecto do isolador 130) se detona. Se o isolador 130 for um desconector, o isolador 130 pode ter um cartucho despreparado localizado na vizinhança de uma folga de faísca, que esteja orientado em paralelo com algum tipo de componente de gradeamento elétrico (p.ex., um capacitor eletrônico, um resistor eletrônico, um polímero condutivo, um resistor de alta wattagem). Em tal caso, durante uma condição de falha, uma queda de voltagem que ocorra através do componente de gradeamento pode provocar um acúmulo de calor, provocando assim a ignição do cartucho. Em certas configurações exemplares, o isolador 130 pode se romper em múltiplas peças quando o desconector (ou outra parte do isolador 130) se detonar. O isolador 130 pode estar sujeito a uma ou mais de um número de normas e/ou regulamentações. Exemplos de tais normas e/ou regulamentações podem incluir, mas não estão limitados a, a Norma C62.11-2012 e IEC 60099-4 (2009, ed. 2.2) do Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE).

[0031] O condutor de aterramento 140 é eletricamente e mecanicamente acoplado ao isolador 130 (neste caso, ao pino 132 do isolador 130) em uma extremidade e a uma peça 111 da fonte de aterramento 110 na outra extremidade. O condutor de aterramento 140 é feito de um ou mais de um número de materiais eletricamente condutivos (p.ex., cobre, alumínio) e pode ser de um tamanho apropriado (p.ex., 6 AWG) para permitir uma corrente de falha fluir através dele durante uma condição de falha. Especificamente, uma corrente de falha flui do pino 132, através do condutor de aterramento 140, e para a fonte de aterramento 110.

[0032] Similarmente, o cabo 142 é mecanicamente acoplado ao isolador 130 (neste caso, ao pino 132 do isolador 130) em uma extremidade e a uma peça 111 da fonte de aterramento 110 na outra extremidade. Em adição, o cabo 142 pode ser acoplado mecanicamente ao condutor de aterramento 140 em um ou mais pontos ao longo do comprimento do condutor de aterramento 140. O cabo 142 pode ser feito de um ou mais de um número de materiais eletricamente condutivos (p.ex., cobre, alumínio). O cabo 142 pode ser construído de um modo tal a ser flexível. Por exemplo, como mostrado na figura 1, o cabo 142 pode ser uma corrente tendo um número de elos 143 que são acoplados extremidade com extremidade em uma linha.

[0033] O cabo 142 pode ser usado para um ou mais de um número de propósitos. Por exemplo, o cabo 142 pode ajudar a ancorar o supressor 120, um componente relativamente pesado, contra vento, vibrações, e outras forças que podem ser aplicadas ao supressor 120. Sem o cabo 142, só o condutor de aterramento 140 seria usado para ancorar a extremidade inferior 123 do supressor 120.

[0034] A figura 2 mostra a porção do sistema de transmissão 200 da figura 1 que inclui o supressor de transmissão 120 em um estado de falha de acordo com configurações correntemente conhecidas na técnica. Os componentes da figura 2 são idênticos aos componentes da figura 1, exceto que a figura 2 mostra uma condição de falha em oposição às condições operacionais normais mostradas na figura 1. Quando uma condição de falha ocorre, uma corrente de falha é gerada. Em tal caso, o supressor 120 conduz e permite a corrente de falha fluir através dele. Alternativamente, a figura 2 pode mostrar a porção do sistema de transmissão 200 da figura 1 quando o pino 132 experimenta tensão mecânica excessiva, que faz o pino 132 (junto com o condutor de aterramento 140 e o cabo 142) se separar do resto do supressor 120. A separação do pino 132 do restante do supressor 120 (e especificamente do corpo de isolador 130 do supressor 120) devida à tensão mecânica pode ocorrer durante condições operacionais normais ou durante uma condição de falha.

[0035] Como descrito aqui, uma corrente de falha (também chamada, entre outros nomes comumente conhecidos, um surto de energia, ou simplesmente uma falha), é uma perturbação elétrica associada com uma condição de falha que cai fora das condições operacionais normais e pode levar a danos de equipamentos elétricos se não contida e controlada. Uma corrente de falha pode ser causada por uma ou mais de um número de condições, incluindo mas não limitadas a um golpe de raio, uma ruptura mecânica, calor excessivo, um circuito aberto, e colocar energia muito próxima do chão.

[0036] Quando o isolador 130 detecta uma corrente de falha fluindo através do supressor 120, o isolador 130 muda do estado normal para um estado operado. Para as breves frações de um segundo antes do isolador 130 mudar para o estado operado, a corrente de falha fluindo através do supressor 120 continua através do pino 132 do isolador 130, através do condutor de aterramento 140, e até a peça 111 da fonte de aterramento 110. Uma vez que o isolador 130 esteja no estado operado, como mostrado na figura 2, o pino 132 do isolador 130 se separa fisicamente do corpo de isolador 131. Quando isto ocorre, o corpo de isolador 131 permanece acoplado à extremidade inferior 123 do supressor 120, enquanto o pino 132 permanece mecanicamente e eletricamente acoplado ao condutor de aterramento 140 e ao cabo 142.

[0037] Em alguns casos, quando o pino 132 do isolador 130 se separa fisicamente do corpo de isolador 131 durante uma condição de falha, o pino 132, o condutor de aterramento 140, e o cabo 142 caem contra o segundo condutor de alta voltagem de fase 102. Quando isto ocorre, e se o condutor de aterramento 140 e/ou o pino 132 fizerem contato real com o segundo condutor de alta voltagem de fase 102, ou se o condutor de aterramento 140 e/ou o pino 132 ficarem próximos o suficiente do segundo condutor de alta voltagem de fase 102 para provocar um arco através, problemas adicionais podem ser causados porque o segundo condutor de alta voltagem de fase 102 então se tornaria eletricamente acoplado diretamente ao aterramento. Se o segundo condutor de alta voltagem de fase 102 ainda estiver energizado em tal caso, uma falta de energia prolongada pode resultar.

[0038] Em adição, se não existir condições de falha, mas o pino 132 se separar do resto do supressor 120 (como a partir de, por exemplo, ventos fortes e/ou vibrações excessivas), uma condição de falta de energia pode ocorrer porque o supressor 320 não mais está acoplado eletricamente ao aterramento. Em outras palavras, acoplando o cabo 142 e o condutor de aterramento 140 ao pino 132, o pino 132 cria um ponto de falha por causa das tensões mecânicas que o pino 132 pode estar submetido durante operações normais. Se o pino 132 se separar do resto do supressor 120 e se o cabo 142 e o condutor de aterramento 140 estiverem acoplados mecanicamente ao pino 132, como na técnica corrente, faltas de energia desnecessárias podem resultar. Adicionalmente, se o supressor 120 não estiver acoplado eletricamente ao aterramento (como quando o pino 132, o cabo 142, e o condutor de aterramento 140 estão separados do resto do supressor 120), então dano severo pode resultar quando uma condição de falha ocorrer porque o supressor 120 não pode comutar corretamente durante a condição de falha como projetado.

[0039] Em alguns casos, não existe segundo condutor de alta voltagem de fase 302. Alternativamente, o segundo condutor de alta voltagem de fase 302 está localizado acima, ao invés de abaixo, do primeiro condutor de alta voltagem de fase 301. Em qualquer caso, embora não exista risco do pino separado 132 (e condutor de aterramento 140 e cabo 142 ligados) isolar o segundo condutor de alta voltagem de fase 302, a falha mecânica do supressor 120 ainda pode ocorrer a qualquer momento. Novamente, esta falha pode ocorrer por causa das tensões mecânicas aplicadas ao pino 132 baseadas no acoplamento do condutor de aterramento 140 e do cabo 142 ao pino 132.

[0040] A figura 3 mostra uma porção de um sistema de transmissão 300 que inclui um supressor de linha de transmissão 320 em um estado normalmente operacional de acordo com certas configurações exemplares. A figura 4 mostra a porção do sistema de transmissão 400 da figura 3 que inclui o supressor de linha de transmissão 320 em um estado de falha (durante uma condição de falha) de acordo com certas configurações exemplares. Em uma ou mais configurações, um ou mais dos componentes mostrados nas figuras 3 e 4 podem estar omitidos, adicionados, repetidos, e/ou substituídos. Consequentemente, as configurações de cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão não devem ser consideradas limitadas aos arranjos específicos de componentes mostrados nas figuras 3 e 4.

[0041] Referindo-se agora às figuras 1-4, os componentes (p.ex., cabo 142, supressores 120, isolador 130, primeiro condutor de alta voltagem de fase 101, condutor de aterramento 140) das figuras 1 e 2 são substancialmente iguais aos componentes (p.ex., cabo 342, supressores 320, isolador 330, primeiro condutor de alta voltagem de fase 301, condutor de aterramento 340) das figuras 3 e 4, exceto como descrito abaixo. A descrição para qualquer componente das figuras 3 e 4 não provida abaixo pode ser considerada substancialmente igual à descrição para o componente correspondente (p.ex., porção de alojamento 113, membro superior 181) descrita acima com relação às figuras 1 e 2. O esquema de numeração para os componentes das figuras 3 e 4 se iguala ao esquema de numeração para os componentes das figuras 1 e 2 em que cada componente é um número de três dígitos, onde componentes similares têm os últimos dois dígitos idênticos.

[0042] Neste caso, o cabo 342 das figuras 3 e 4 pode ser mais curto que o cabo 142 descrito acima com relação às figuras 1 e 2. Especificamente, o cabo 342 tem um comprimento que é menor que (ao invés de substancialmente o mesmo que ou mais longo que) o comprimento do condutor de aterramento 340. Assim, embora o cabo 342 e o condutor de aterramento 340 sejam ambos eletricamente e mecanicamente acoplados à peça 311 da fonte de aterramento 310, e embora o condutor de aterramento 340 também seja eletricamente e mecanicamente acoplado ao pino 332 do isolador 330, o cabo 342 pode não ser longo o suficiente para alcançar o supressor 320. O cabo 342 pode ser feito de um ou mais materiais eletricamente condutivos e/ou um ou mais materiais eletricamente não condutivos. O cabo 342 pode assumir uma ou mais de um número de formas. Por exemplo, neste caso, o cabo 342 é uma corrente com um número de elos 343 que são intertravados extremidade com extremidade. Em tal caso, o condutor de aterramento 340 pode ser circundado por um ou mais dos elos 343 no cabo 342.

[0043] Ao contrário, em certas configurações exemplares, um outro cabo 350 é usado para acoplar mecanicamente o supressor 320 ao cabo 342. Especificamente, o cabo exemplar 350 é acoplado mecanicamente ao cabo 342 em uma extremidade e à extremidade inferior 323 do supressor 320, entre o corpo de supressores 322 e o isolador 330, na outra extremidade. Detalhes do cabo exemplar 350 são providos abaixo com relação às figuras 5-6B. Dependendo de um ou mais de um número de fatores (p.ex., o comprimento do cabo 350 em relação ao comprimento do cabo 342 e do condutor de aterramento 340, da configuração do cabo 350, do comprimento do isolador 330), as posições do cabo 350 e do cabo 342 podem ou não mudar muito entre o estado normalmente operacional e um estado de falha (durante uma condição de falha). Baseado na configuração das figuras 3 e 4, a posição do cabo 350 e do cabo 342 não muda muito entre o estado normalmente operacional e durante uma condição de falha. Em outras palavras, o cabo 350 e o cabo 342 permanecem mecanicamente acoplados entre si, ao supressor 320, e à fonte de aterramento 310, independente de se o pino 332 se separou fisicamente do restante do supressor 320.

[0044] O cabo 342 e o cabo 350 podem ser considerados um cabo único. Adicionalmente, só pode haver um segmento de cabo ou mais que dois segmentos de cabo (p.ex., cabo 342, cabo 350) que constituam um cabo em certas configurações exemplares. Independente de quantos segmentos de cabo constituam um cabo exemplar, pelo menos alguma porção do cabo exemplar é eletricamente não condutiva. A(s) porção(ões) eletricamente não condutiva(s) do cabo exemplar pode(m) ser localizada(s) em qualquer ponto ao longo do cabo exemplar. Por exemplo, como descrito acima, a porção eletricamente não condutiva do cabo exemplar pode ser localizada próxima ao supressor 320. Como um outro exemplo, a porção eletricamente não condutiva do cabo exemplar pode ser acoplada a, ou localizada próxima a, a fonte de aterramento 310.

[0045] Em certas configurações exemplares, uma extremidade do cabo 350 é acoplada a uma extremidade do cabo 342, e o cabo 342 é acoplado ao condutor de aterramento 340 em um ou mais pontos ao longo do comprimento do cabo 342. Como mostrado nas figuras 3 e 4, o cabo 350 é acoplado ao cabo 342 em aproximadamente o mesmo ponto que o cabo 342 é acoplado ao condutor de aterramento 340. Alternativamente, o cabo 342 pode ser acoplado ao condutor de aterramento 340 em um ponto diferente do cabo em relação a onde o cabo 350 é acoplado ao cabo 342.

[0046] Como mostrado na figura 4, quando uma condição de falha ocorre, fazendo o pino 332 do isolador 330 ficar fisicamente separado do corpo de isolador 331, o cabo exemplar 350 permite o pino 332 ter separação suficiente do supressor 320 enquanto também impedindo o pino 332 e o condutor de aterramento 340 de fazerem contato (ou chegarem muito próximo para provocar um arco através) com o segundo condutor de alta voltagem de fase 302. Portanto, configurações exemplares permitem o supressor operar corretamente ao limpar uma condição de falha enquanto também impedindo danos adicionais a um outro condutor de alta voltagem 302 (p.ex., o segundo condutor de alta voltagem de fase 302).

[0047] Como registrado acima, as figuras 5-6B mostram várias vistas de uma porção do sistema de transmissão da figura 3, com um foco no cabo exemplar. Especificamente, a figura 5 mostra uma porção do sistema de transmissão 500 da figura 3 que inclui uma vista detalhada do cabo adicional 350 acoplado ao supressor 320 de acordo com certas configurações exemplares. As figuras 6A e 6B mostram uma vista lateral de topo e de seção transversal, respectivamente, de uma porção de acoplamento 570 do cabo exemplar 350 de acordo com certas configurações exemplares. Em uma ou mais configurações, um ou mais dos componentes mostrados nas figuras 5-6B podem estar omitidos, adicionados, repetidos, e/ou substituídos. Consequentemente, as configurações de cabos eletricamente isolados para supressores de linha de transmissão não devem ser consideradas limitadas aos arranjos específicos de componentes mostrados nas figuras 5-6B.

[0048] Referindo-se às figuras 1-6B, o cabo exemplar 350 pode ter uma ou mais porções. Por exemplo, como mostrado na figura 5, o cabo 350 pode ter uma porção de acoplamento 570 e uma porção isolante 580. A porção isolante 580 pode ter um corpo 582 que é feito de um ou mais de um número de materiais eletricamente não condutivos (p.ex., cerâmica, vidro) tendo um ou mais de um número de formatos. Por exemplo, o corpo 582 da porção isolante 580 pode ser uma haste de vidro. Como um outro exemplo, o corpo 582 da porção isolante pode ser uma ou mais de um número de buchas isolantes. Em tal caso, as buchas isolantes podem ser projetadas especialmente para este propósito de cabeamento ou podem ser buchas de prateleira (p.ex., buchas que são usadas em sistemas de distribuição elétrica (p.ex., voltagem relativamente baixa)). Quando múltiplas buchas são usadas, elas podem ser acopladas de qualquer maneira adequada (p.ex., extremidade com extremidade).

[0049] Quando existirem múltiplas porções do cabo 350, tais porções podem ser acopladas mecanicamente entre si, diretamente ou indiretamente, em um ou mais de um número de modos adequados usando um ou mais de um número de características de acoplamento. Neste exemplo, a característica de acoplamento 590, quando usada em conjunção com a característica de acoplamento 573 da porção de acoplamento 570 do cabo 350 e com a característica de acoplamento 581 da porção isolante 580 do cabo 350, é usada para acoplar a porção de acoplamento 570 do cabo 350 à porção isolante 580 do cabo 350. Exemplos de uma característica de acoplamento 590 podem incluir, mas não estão limitados a, soldagem, epóxi, dispositivos de fixação (p.ex., uma porca, um parafuso, um rebite, um pino dividido 593 como mostrado na figura 5), conexões de compressão, fendas, linguetas, e batentes.

[0050] A característica de acoplamento 590 neste caso inclui uma haste 592 que atravessa uma ou mais características de acoplamento 581 (neste caso, aberturas) em uma ou mais porções distais 583 da porção isolante 580, bem como uma ou mais características de acoplamento 573 (neste caso, uma abertura) no corpo 572 da porção de acoplamento 570. A característica de acoplamento 590 também pode incluir uma cabeça 591 disposta em uma extremidade da haste 592, onde a cabeça encosta contra a extremidade distal 583 da porção isolante 580 (como neste exemplo) ou contra a porção de acoplamento 570. Como discutido acima, a característica de acoplamento 590 também pode incluir um pino dividido 593 que atravessa uma abertura na extremidade da haste 592 oposta à cabeça 591.

[0051] Em certas configurações exemplares, a abertura na extremidade distal 583 da porção isolante 580 e a abertura 573 na porção de acoplamento 570 podem ter substancialmente o mesmo formato e tamanho (ou levemente maiores) comparados com o formato e tamanho da haste 592. Por exemplo, a abertura 573 e as aberturas 581 podem ser substancialmente circulares com um diâmetro 577. (Se a abertura 573 e/ou as aberturas 581 não forem circulares, então o termo diâmetro 577 pode ser usado para descrever uma largura, um comprimento, ou alguma outra medida do perímetro externo do formato da abertura). A porção de acoplamento 570 pode ter uma espessura 574, um comprimento 575, e uma largura 578 suficientes para ajudar a prender o supressor 320 mantendo um acoplamento mecânico entre a extremidade inferior 323 do supressor 320 e o cabo global (neste caso, cabo 350 e o cabo 342) enquanto também evitando uma falha de aterramento direta ou indireta (p.ex., arco através), durante tanto condições operacionais normais quanto durante uma condição de falha.

[0052] Em certas configurações exemplares, a porção de acoplamento 570 também se acopla mecanicamente ao supressor 320 em um ou mais de um número de modos e em um ou mais de um número de locais ao longo do supressor 320. Em tal caso, a porção de acoplamento 570 pode incluir uma ou mais características de acoplamento. Por exemplo, neste caso, a porção de acoplamento 323 entre o corpo de supressores 322 e o isolador 330. A característica de acoplamento 571 neste caso é uma abertura que atravessa o corpo 572 da porção de acoplamento 570. A característica de acoplamento 571 pode ter um formato e tamanho (p.ex., um formato circular com um diâmetro 576) que seja substancialmente igual a, ou ligeiramente maior que, o formato e tamanho da extremidade inferior 323 do supressor 320. Em tal caso, a porção de acoplamento 570 é disposta sobre uma porção da extremidade inferior 323 do supressor 320. Adicionalmente, a porção de acoplamento 570 encosta contra o corpo de supressores 322 e é mantida no lugar, diretamente ou indiretamente, por uma característica de acoplamento 560 (p.ex., um dispositivo de fixação tal como uma porca, como mostrado na figura 5).

[0053] Como discutido acima, o cabo 350 pode ser configurado para prover substancial estabilidade à porção inferior do supressor 320. Portanto, o cabo 350 e suas várias porções (p.ex., porção de acoplamento 570, porção isolante 580) podem ser configurados para suportar substanciais forças trazidas por, por exemplo, vento, vibrações, calor, gravidade. Adicionalmente, movendo o ponto de acoplamento do cabo 350 para longe do pino 332 do isolador 330, o isolador 330 e seus vários componentes experimentam significativamente menor tensão mecânica, levando a uma vida útil prolongada.

[0054] Como mencionado acima, o corpo de supressores 322 pode ter uma ou mais de um número de características para reforçar suas propriedades durante condições operacionais normais e/ou durante uma condição de falha. Por exemplo, como mostrado na figura 5, o corpo de supressores 322 pode ter uma ou mais de um número de seções protuberantes 524. Similarmente, a porção isolante 580 do cabo 350 pode ter uma ou mais de um número de seções protuberantes 584.

[0055] Configurações exemplares podem ter diferentes componentes e/ou configurações do que as mostradas e/ou descritas aqui. Por exemplo, certas configurações exemplares podem ter mais que dois cabos que sejam acoplados entre si entre o supressor 320 e a fonte de aterramento 310. Como um outro exemplo, o cabo exemplar pode ser acoplado a uma porção diferente (p.ex., o corpo de supressores 322, o corpo de isolador 331) do supressor 320. Como ainda um outro exemplo, um ou mais cabos exemplares podem se acoplar a múltiplas porções do supressor 320. Como com as figuras 1 e 2, em certas configurações exemplares, não existe segundo condutor de alta voltagem de fase 302. Alternativamente, o segundo condutor de alta voltagem de fase 302 está localizado acima, ao invés de abaixo, do primeiro condutor de alta voltagem de fase 301.

[0056] Configurações exemplares proveem estabilidade mecânica aumentada do supressor, estendendo a vida útil e confiabilidade do supressor. As configurações exemplares proveem um número de benefícios. Exemplos de tais benefícios incluem, mas não estão limitados a, reduzido tempo de parada de equipamento, custos de manutenção mais baixos, prevenção de falha catastrófica, planejamento de manutenção melhorado, eficiência melhorada de um ou mais dispositivos e/ou outras porções de um sistema de transmissão exemplar, vida útil prolongada de um ou mais componentes de um sistema de transmissão exemplar, e custos reduzidos de mão de obre e materiais.

[0057] Embora as configurações descritas aqui sejam feitas com referência a configurações exemplares, deve ser apreciado por aqueles experientes na técnica que várias modificações estão bem dentro do escopo e espírito desta divulgação. Aqueles experientes na técnica apreciarão que as configurações exemplares descritas aqui não estão limitadas a qualquer aplicação especificamente discutida e que as configurações descritas aqui são ilustrativas e não restritivas. A partir da descrição das configurações exemplares, equivalentes dos elementos mostrados nelas se auto sugerirão àqueles experientes na técnica, e modos para construir outras configurações usando a presente divulgação se auto sugerirão aos praticantes da técnica. Portanto, o escopo das configurações exemplares não é limitado aqui.

Claims (15)

1. Sistema de transmissão elétrica, compreendendo: - pelo menos um primeiro condutor de alta tensão de fase (301); - um supressor (320) acoplado ao pelo menos um primeiro condutor de alta tensão de fase (301), sendo que o supressor (320) compreende um corpo do supressor (322) e um isolador (330), sendo que o corpo do supressor (322) compreende uma extremidade superior (321) e uma extremidade inferior (323), sendo que a extremidade superior (321) do supressor (320) é acoplada ao pelo menos um primeiro condutor de alta tensão de fase (301), e sendo que a extremidade inferior (323) do corpo do supressor (322) é acoplada a uma porção de topo do isolador (330); - um condutor de aterramento (340) acoplado a uma porção inferior (332) do isolador (330) do supressor (320); - um primeiro cabo (342) acoplado ao condutor de aterramento (340), sendo que o primeiro cabo (342) compreende uma primeira extremidade distal e uma primeira extremidade proximal, onde a primeira extremidade proximal do primeiro cabo (342) é acoplada a uma fonte de aterramento (310); e o citado sistema de transmissão elétrica sendo caracterizado pelo fato de compreender ainda um segundo cabo (350) compreendendo uma segunda extremidade distal e uma segunda extremidade proximal, onde a segunda extremidade proximal do segundo cabo (350) é acoplada ao primeiro cabo (342), sendo que a segunda extremidade distal do segundo cabo (350) é acoplada ao supressor (320) acima do isolador (330), sendo que pelo menos uma porção do segundo cabo (350) é eletricamente não condutiva, e sendo que o segundo cabo (350) é configurado para carregar o primeiro cabo (342), o condutor de aterramento (340), e a porção inferior (332) do isolador (330) após ocorrer uma falha.

2. Sistema de transmissão elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a segunda extremidade proximal do segundo cabo (350) ser acoplada à primeira extremidade distal do primeiro cabo (342).

3. Sistema de transmissão elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o condutor de aterramento (340) ter um primeiro comprimento, sendo que o primeiro cabo (342) tem um segundo comprimento, e sendo que o segundo comprimento é menor que o primeiro comprimento.

4. Sistema de transmissão elétrica, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: - pelo menos um segundo condutor de alta tensão de fase (302) disposto a uma primeira distância do pelo menos um primeiro condutor de alta tensão de fase (301).

5. Sistema de transmissão elétrica, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de uma diferença entre o primeiro comprimento e o segundo comprimento ser menor que uma segunda distância entre o supressor (320) e o pelo menos um segundo condutor de alta tensão de fase (302).

6. Sistema de transmissão elétrica, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o segundo cabo (350) ter pelo menos um terceiro comprimento, sendo que o terceiro comprimento é menor que o primeiro comprimento.

7. Sistema de transmissão elétrica, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a segunda porção de cabo compreender uma porção de acoplamento (570) e uma porção isolante (580), sendo que a porção de acoplamento (570) e a porção isolante (580) são mecanicamente acopladas entre si, e sendo que a porção isolante (580) é eletricamente não condutiva.

8. Sistema de transmissão elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a segunda extremidade proximal do segundo cabo (350) ser acoplada ao supressor (320) entre o corpo do supressor (322) e o isolador (330).

9. Sistema de transmissão elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o isolador (330) compreender um corpo de isolador (331) e um pino (332) disposto em uma porção inferior (332) do corpo de isolador (331), sendo que o condutor de aterramento (340) é mecanicamente acoplado ao pino (332).

10. Sistema de transmissão elétrica, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o segundo cabo (350) permanecer acoplado ao supressor (320) quando o pino (332) é separado do corpo de isolador (331).

11. Cabo para uma fonte de aterramento acoplada a um supressor, do sistema de transmissão elétrica, conforme definido na reivindicação 1, sendo o cabo (350) caracterizado pelo fato de compreender: - uma porção de acoplamento (570) compreendendo uma primeira característica de acoplamento (571) e uma segunda característica de acoplamento (573), sendo que a primeira característica de acoplamento (571) é configurada para se acoplar ao supressor (320) entre o corpo do supressor (322) e um isolador (330) do supressor (320); e -uma porção isolante (580) compreendendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, sendo que a primeira extremidade é acoplada à segunda característica de acoplamento (573) da porção de acoplamento (570), sendo que a segunda extremidade é acoplada à um cabo adicional (342); - sendo que o cabo adicional (342) é acoplado à fonte de aterramento (310), - sendo que pelo menos uma porção da porção isolante (580) é eletricamente não condutiva, - sendo que a porção de acoplamento (570) é configurada para permanecer acoplada à porção de isolamento (580) e ao supressor (320) após ocorrer uma falha, e sendo que a porção de isolamento (580) permanece acoplada a e carrega o cabo adicional (342) e a fonte de aterramento (310), e uma porção inferior (332) do isolador (330) do supressor (320) após ocorrer uma falha.

12. Cabo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a fonte de aterramento (310) compreender um condutor de aterramento (340), sendo que a segunda extremidade da porção isolante (580) é acoplada a uma porção intermediária do condutor de aterramento (340), e sendo que a extremidade distal do condutor de aterramento (340) é acoplada a um pino (332) destacavelmente acoplado a uma extremidade distal (583) do isolador (330) do supressor (320).

13. Cabo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o cabo adicional (342) ser acoplado a uma porção da fonte de aterramento (310).

14. Cabo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a primeira característica de acoplamento (571) da porção de acoplamento (570) compreender uma abertura (573), sendo que a abertura (573) tem uma extremidade inferior (323) do supressor (320) disposta nela.

15. Cabo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a segunda característica de acoplamento (573) da porção de acoplamento (570) compreender uma abertura (573), sendo que a abertura (573) tem um dispositivo de fixação disposto nela, sendo que o dispositivo de fixação é adicionalmente disposto em uma abertura adicional (581) da primeira extremidade da porção isolante (580).

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