BR112017003707B1

BR112017003707B1 - Parte de polo para aplicação em ambiente de alta pressão

Info

Publication number: BR112017003707B1
Application number: BR112017003707-6A
Authority: BR
Inventors: Dietmar Gentsch; Dukkaiappan Subbiah Thevar
Original assignee: Abb Schweiz Ag
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2022-06-28
Also published as: US10049840B2; EP2996131B1; WO2016037703A1; AU2015314668A1; US20170186574A1; CN106716584B; BR112017003707A2; EP2996131A1; AU2015314668B2; CN106716584A

Abstract

POLO DE INTERRUPTOR A VÁCUO PARA APLICAÇÃO EM AMBIENTE DE ALTA PRESSÃO. A presente invenção refere-se a uma parte de polo para aplicação em ambiente de alta pressão, com um invólucro isolante resistente à pressão no qual está instalado um interruptor a vácuo, em que o interruptor a vácuo é provido com pelo menos um contato móvel e um contato fixo no interior do interruptor a vácuo, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. A fim de criar uma parte de polo com elevada resistência à pressão ambiental, a invenção é que o corpo isolante resistente à pressão é semelhante a um tubo e nas suas extremidades dotadas de flanges formados no invólucro isolante pelo mesmo material, e pelo menos um dos flanges é fechado com uma tampa metálica que está adaptada ao referido flange do invólucro isolante com as mesmas dimensões, e que, com os meios de aperto, a tampa metálica é pressionada firmemente sobre o flange do invólucro isolante pela força de fixação por aperto introduzida.

Description

[001] A invenção refere-se a uma parte de polo para aplicação em ambiente de alta pressão, com um corpo isolante resistente à pressão no qual um interruptor a vácuo está instalado.

[002] Interruptores de vácuo de tensão média são conhecidos por serem usados em ambientes de alta pressão, como na aplicação submarina. O problema é um invólucro resistente à alta pressão de um interruptor a vácuo normalmente cerâmico.

[003] É o objetivo da invenção criar uma parte de polo com elevada resis-tência à pressão ambiental com meios construtivos mais fáceis, mas muito mais efi-cazes.

[004] A fim de resolver este requisito, a invenção é que o invólucro isolante resistente à pressão é tubular e nas suas extremidades fornecidas com flanges for-mados no invólucro isolante do mesmo material, e que pelo menos um dos flanges é fechado com uma tampa metálica, que está adaptada ao referido flange do invólucro isolante pelas mesmas dimensões, e que, com meios de aperto, a tampa metálica é pressionada firmemente sobre o flange do invólucro isolante pela introdução da força de fixação de aperto.

[005] Em outra modalidade vantajosa, o flange do invólucro isolante e a tampa metálica são fornecidos com perfis circunferenciais de tal modo que a força de fixação de aperto de pelo menos um anel de aperto de duas partes é desviada para uma força axial que pressiona o flange e a tampa firmemente juntos. Por isso o invólucro é fechado apertado à pressão com meios eficazes.

[006] A fim de introduzir elevadas forças de fixação nos flanges, o perfil cir- cunferencial do flange e da tampa é configurado de tal modo que a espessura do flange e a espessura da tampa diminuirão em direção à borda do flange e da tampa, e que a superfície interna dos meios de anel de aperto é formada complementar- mente aos perfis circunferenciais acima referidos do flange e a tampa, de modo que pela redução do diâmetro resultante de um anel de aperto de duas partes um aumento da força de fixação é introduzido.

[007] Em uma modalidade muito vantajosa, o invólucro isolante é feito de material cerâmico ou de porcelana.

[008] Isto é para o uso acima referido, em importante alta pressão ambiental. Para usar sob tal condição cerâmica ou porcelana não é trivial, porque o fechamento apertado à pressão tem de ser realizado. Assim, com a ajuda dos meios de aperto especiais anteriormente referidos entre peças de material diferente como metal e cerâmica ou porcelana, isto é possível.

[009] Uma modalidade vantajosa adicional é que o invólucro isolante ou ce-râmico tubular é segmentado em segmentos axiais, os quais são fixados firmemente uns aos outros pelos flanges acima referidos com os perfis circunferenciais acima referidos e os meios de aperto. Por isso, as forças redutoras de diâmetro do anel de aperto produzem uma componente de força axial entre a conexão flange-flange e/ou conexão flange-tampa.

[010] Em outra modalidade vantajosa é descrito, no que diz respeito ao lado, no qual uma haste móvel do contato móvel se estende para fora do interruptor a vácuo, o invólucro tubular isolante ou de cerâmica é dividido em dois segmentos axiais, e que entre estes dois segmentos do invólucro está disposto um anel de contato fixo de um contato deslizante feito de material eletricamente condutor, de modo a ligar eletricamente o contato móvel do contato móvel dos interruptores a vácuo com o anel de contato fixo através de um contato deslizante.

[011] Além disso, é descrito que o anel de contato fixo é fornecido com um anel integral que se prolonga no seu diâmetro através do arranjo do invólucro isolan- te de modo a poder ser eletricamente conectado externamente.

[012] Em outra modalidade vantajosa, o espaço interno do invólucro, pelo menos ao longo do comprimento do interruptor a vácuo, é cheio com material de encapsulamento. Isto dá uma compensação adicional de suporte, isto significa contra carga de alta pressão do ambiente.

[013] Ainda mais vantajoso nesta construção é uma modalidade tal, que o interruptor a vácuo é proporcionado no seu lado de contato fixo com um parafuso, que é transportado em um furo de pino integrado na tampa metálica.

[014] De modo a resultar uma boa vedação, entre os flanges e entre o flange e na tampa metálica estão dispostos anéis de vedação elásticos, os quais estão posicionados em ranhuras de vedação nos flanges e/ou na superfície do invólucro na área que entra em contato mecânico com a tampa ou o anel de contato.

[015] Outra forma de modalidade vantajosa é que o invólucro isolante é co-berto com um revestimento de borracha.

[016] Vantajosas são todas as características para o uso em tensão média.

[017] Também é útil para uso em baixa ou alta tensão.

[018] A construção de apertado à pressão da parte de polo é vantajosa para uso submarino.

[019] Uma modalidade da invenção é mostrada na figura 1 é descrita como se segue.

[020] A figura 1 mostra uma parte de polo embutida com base em um invó-lucro cerâmico como suporte de alta pressão, sendo que o interruptor a vácuo 8 está instalado e provido de pelo menos um contato móvel e um contato fixo no interior do interruptor a vácuo e com haste de contato ou vareta impulsora 11 terminando ex-ternamente, passando através da cerâmica do interruptor a vácuo. Para contatar o interruptor a vácuo 8 a partir do exterior, existem em ambos os lados do invólucro cerâmico do interruptor a vácuo peças metálicas instaladas, no lado de contato fixo, uma tampa do invólucro de cerâmica para a ligação onde o interruptor a vácuo está ligado.

[021] No outro lado do invólucro existe um flange na peça cerâmica fornecida que toma a ligação entre o lado móvel do interruptor a vácuo através de um sistema de contato deslizante 9 para a parte média do flange. Aqui a conexão elétrica ocorre e a conexão à segunda peça de isolamento, aqui a haste de impulso será instalada.

[022] A fim de desenvolver as partes polares do invólucro de cerâmica para uso sob condições de alta pressão para aplicação no lado externo submarino, a in-venção é que o invólucro da cerâmica isolante proporciona flanges onde as peças metálicas são conectadas na parte superior do polo, à tampa ou ao copo da peça. No lado médio, a ligação é um flange entre duas peças cerâmicas e no lado inferior existe a ligação ao conjunto do disjuntor. Para manter as duas cerâmicas no mesmo comprimento aqui uma peça de plástico adicional pode ser instalada e selada para se alongar especialmente no lado móvel, onde a vareta impulsora está instalada o comprimento de isolamento. Para obter conexão entre a cerâmica e as peças de metal aqui são instalados anéis de aperto. O interruptor a vácuo pode ser mantido em gás de isolamento ou pode ser encaixado dentro de um material de encapsulamento para fechar o espaço entre o invólucro e o interruptor a vácuo. Aqui para obter desempenho dielétrico suficiente e para obter, em caso de necessidade de de-sempenho mecânico suficiente.

[023] Além disso, o invólucro cerâmico pode ser coberto por um material de borracha para evitar danos no lado externo do invólucro durante a instalação subma-rina que recebe serviço de manutenção.

[024] São importantes as regiões nos flanges. Assim é mostrado um com-partimento segmentado feito de material cerâmico. Nesse caso, vários segmentos do invólucro cerâmico estão dispostos na direção axial, de modo que o invólucro tubular é segmentado na direção axial.

[025] O segmento superior 3 é fechado com uma tampa metálica 1 de modo que o lado interno da tampa metálica estruturado de modo, que se estende para dentro do espaço interno no invólucro, de modo que a vedação concêntrica 2 está posicionada em ranhuras de vedação dentro da tampa metálica. Assim, a tampa me-tálica 1 como o flange superior 5 são fornecidos com áreas de espessura reduzida nas bordas. Assim, os flancos desta redução de espessura são orientados de tal modo que o anel de aperto 12 com uma estrutura interna complementar 14 de acordo com as bordas do flange 5 e a tampa 1 pode introduzir uma força axial para ambas as partes, de modo que a tampa 1 e o flange 5 são pressionados entre si, quando o aperto for fechado e fixado radialmente.

[026] Para isso, o anel de aperto 12 está dividido em dois semianéis, ligado em um ponto com uma dobradiça. Se o anel de aperto for fechado na sua extremidade aberta, então o diâmetro resultante será reduzido. Ao longo deste movimento de fixação das extremidades abertas do anel de aperto, os flancos externos dos flanges serão empurrados fortemente em conjunto pelos flancos complementares internos do anel de aperto.

[027] Por isso pode ser introduzida uma força de aperto axial.

[028] O lado inferior do segmento superior do invólucro também é fornecido com um flange. Este flange é pressionado da mesma forma com um anel de aperto correspondendo às bordas com flancos para a contraparte, o que significa um seg-mento cerâmico inferior adicional.

[029] É importante que entre estes flanges esteja posicionado um anel es-tendido metálico ou eletricamente condutor, que se estende pelo menos por um lado sobre a superfície externa do segmento cerâmico, de modo que pode ser contatado externamente.

[030] Este anel condutor é uma parte do contato deslizante interno do contato móvel do interruptor a vácuo.

[031] O segmento de invólucro cerâmico inferior tem flanges em ambas as extremidades, de modo que um outro segmento de invólucro inferior pode ser adici-onado, de modo a circundar a vareta impulsora e o acionamento do contato móvel do interruptor a vácuo também fortemente pressionado.

[032] Assim, a extremidade inferior também pode ser fechada por uma tampa metálica, como mostrado na extremidade superior do invólucro cerâmico. Cada segmento de invólucro adicional adicionado é proporcionado com a mesma disposi-ção de flange a flange e anel de aperto como mostrado acima. Assim, o invólucro pode ser facilmente estendido no seu comprimento, sendo adaptado a cada construção de vareta impulsora e/ou de acionamento. NÚMEROS DE REFERÊNCIA 1 tampa metálica 2 vedação 3 invólucro isolante, cerâmica ou porcelana 4 revestimento de borracha ou tubo 5 flange 6 anel de contato do contato do contato deslizante 7 material de encapsulamento 8 interruptor a vácuo 9 contato deslizante 10 pistão 11 vareta impulsora 12 meios de aperto 13 borda da tampa metálica 14 superfície interna do anel de aperto

Claims

1. Parte de polo para aplicação em ambiente de alta pressão, com um invó-lucro isolante resistente à pressão (3) no qual um interruptor a vácuo (8) está insta-lado, em que o interruptor a vácuo (8) é provido com pelo menos um contato móvel e um contato fixo dentro do interruptor a vácuo (8), em que o invólucro isolante resistente à pressão (3) é tubular e nas suas ex-tremidades fornecido com flanges (5) formados no invólucro isolante (3) do mesmo material, e em que pelo menos um dos flanges (5) é fechado com uma tampa metálica (1), que está adaptada ao referido flange (5) do invólucro isolante (3) pelas mesmas dimensões, CARACTERIZADA por um anel de aperto de duas partes (12) que é configurado para pressionar firmemente a tampa metálica (1) sobre o flange (5) do invólucro isolante (3) pela for-ça de fixação por aperto introduzida, em que o flange (5) do invólucro isolante (3) e a tampa metálica (1) são for-necidos com perfis circunferenciais, em que o perfil circunferencial (13) do flange (5) e o perfil circunferencial da tampa metálica (1) são formados de tal modo que uma espessura do flange (5) diminui em direção a uma borda do flange (5) e uma espessura da tampa metálica (1) diminui em direção a uma borda da tampa metálica (1), em que o anel de aperto de duas partes (12) é configurado para se encaixar em torno dos perfis circunferenciais do flange (5) e tampa metálica (1) e uma superfície interna (14) do anel de aperto de duas partes (12) é formada complementar- mente aos perfis circunferenciais do flange (5) e tampa metálica (1), e em que quando as duas partes do anel de aperto de duas partes (12) são movidas uma em direção à outra para diminuir um diâmetro do anel de aperto de duas partes (12), uma força de fixação por aperto do anel de aperto de duas partes (12) é desviada para uma força axial que pressiona o flange (5) e a tampa (1) fortemente juntos, e em que, à medida que as duas partes do anel de aperto de duas partes (12) são movidas uma em direção à outra, a força axial que pressiona a tampa metálica (1) ao flange (5) aumenta.

2. Parte de polo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o invólucro isolante (3) é feito de material cerâmico ou porcelana.

3. Parte de polo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o invólucro isolante ou cerâmico tubular (3) é segmentado em seg-mentos axiais, os quais são fixados firmemente juntos pelos flanges (5) acima referi-dos com os perfis circunferenciais acima referidos e o anel de aperto de duas partes (12).

4. Parte de polo, de acordo com qualquer uma das reivindicações preceden-tes, CARACTERIZADA pelo fato de que no que diz respeito ao lado, no qual uma haste móvel do contato móvel se estende para fora do interruptor a vácuo (8), co-nectado com uma vareta impulsora (11), o invólucro isolante ou cerâmico tubular (3) é dividido em dois segmentos axiais, e em que entre estes dois segmentos do invó-lucro (3), é disposto um anel de contato fixo (6) de um contato deslizante (9) feito de material eletricamente condutor, de modo a conectar eletricamente o contato móvel do interruptor a vácuo (8) com o anel de contato fixo (6) através de um contato desli-zante (9).

5. Parte de polo, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o anel de contato fixo (6) é fornecido com um anel integral, que se pro-longa no seu diâmetro através do arranjo do invólucro isolante de modo a poder ser externamente conectado eletricamente.

6. Parte de polo, de acordo com qualquer uma das reivindicações preceden-tes, CARACTERIZADA pelo fato de que o espaço interno do invólucro (3), pelo me-nos ao longo do comprimento do interruptor a vácuo (8), é preenchido com material de encapsulamento.

7. Parte de polo, de acordo com qualquer uma das reivindicações preceden-tes, CARACTERIZADA pelo fato de que o interruptor a vácuo (8) é fornecido em seu lado de contato fixo com um parafuso, o qual é transportado em um furo de pino in-tegrado na tampa metálica (1).

8. Parte de polo, de acordo com qualquer uma das reivindicações preceden-tes, CARACTERIZADA pelo fato de que entre os flanges (5) e a tampa metálica (1) estão dispostos anéis de vedação elásticos, os quais estão posicionados em ranhuras de vedação nos flanges (5) e/ou na superfície do invólucro na área a qual entra em contato mecânico com a tampa (1) ou o anel de contato.

9. Parte de polo, de acordo com qualquer uma das reivindicações preceden-tes, CARACTERIZADA pelo fato de que o invólucro isolante (3) é coberto com um revestimento de borracha.

10. Parte de polo, de acordo com qualquer uma das reivindicações prece-dentes, CARACTERIZADA pelo fato de que a parte de polo é aplicada para uso de média tensão.

11. Parte de polo, de acordo com qualquer uma das reivindicações prece-dentes, CARACTERIZADA pelo fato de que a parte de polo é aplicada para uso em baixa ou alta tensão.

12. Parte de polo, de acordo com qualquer uma das reivindicações prece-dentes, CARACTERIZADA pelo fato de que a parte de polo é aplicada para uso submarino.