BR112018012827B1

BR112018012827B1 - Membrana de supressor e método para produzir uma membrana de supressor

Info

Publication number: BR112018012827B1
Application number: BR112018012827-9A
Authority: BR
Inventors: Michael M. Ramarge; Timothy S. Smith; Jeremy L. Martin
Original assignee: Eaton Intelligent Power Limited
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2016-12-08
Publication date: 2023-01-17
Also published as: EP3394864A1; US9472327B1; TW201727670A; EP3394864B1; BR112018012827A2; WO2017112418A1; TWI720082B; MX2018007719A

Abstract

MEMBRANA DE RESISTÊNCIA DE SUPRESSOR DE NÚCLEO OCO. O conceito revelado refere-se a membranas de supressor de núcleo oco de modo geral e, em particular, a membranas que incluem um tubo pultrudado composto por fibras e resina e uma ou mais camadas de envoltório compostas de fibras e resina na forma de uma manta ou um tecido. A uma ou mais camadas de envoltório são aplicadas ao tubo pultrudado para formar um tubo pultrudado envolvido, que é sobremoldado com um invólucro de polímero.

Description

Antecedentes da invenção Campo da técnica

[0001] O conceito revelado refere-se, de modo geral, a supressores e, em particular, a membranas de supressor de núcleo oco estruturadas para exibir alta resistência em ambas as direções radial e longitudinal.

Antecedentes

[0002] Transmissão elétrica e equipamento de distribuição são sujeitos a tensões dentro de uma faixa razoavelmente estreita mediante condições normais de operação. Entretanto, perturbações de sistema, tal como queda de raios e sobretensões de comutação, podem produzir níveis de tensão momentâneos e estendidos que excedem em muito os níveis experienciados pelo equipamento durante condições normais de operação. Essas variações de tensão geralmente são denominadas de condições de sobretensão.

[0003] Caso não sejam protegidos das condições de sobretensão, equipamentos essenciais e custosos, como transformadores, dispositivos de comutação, equipamento de computador e maquinário elétrico, podem ser danificados ou destruídos pelas condições de sobretensão e picos de corrente associados. Consequentemente, é comum que os projetistas de sistemas usem supressores de pico para proteger componentes de sistema de condições de sobretensão perigosas.

[0004] Um supressor de pico é um dispositivo de proteção que é comumente conectado em paralelo a uma peça comparativamente dispendiosa de equipamento elétrico de modo a desviar ou afastar picos de corrente de sobretensão induzida seguramente ao redor do equipamento, protegendo, dessa forma, o equipamento e o seu circuito interno de danos. Quando exposto a uma condição de sobretensão, o supressor de pico opera em um modo de impedância baixo que fornece uma trajetória de corrente ao solo elétrico que tem uma impedância relativamente baixa. O supressor de pico, de outro modo, opera em um modo de impedância alto que fornece uma trajetória de corrente ao solo que tem uma impedância relativamente alta. A impedância da trajetória de corrente é substancialmente mais baixa do que a impedância do equipamento que está sendo protegido pelo supressor de pico quando o supressor de pico está operando no modo de impedância baixo e, de outro modo, é substancialmente mais elevada do que a impedância do equipamento protegido.

[0005] Mediante a conclusão da condição de sobretensão, o supressor de pico retorna à operação em modo de impedância alto. Isso impede que a corrente normal na frequência de sistema siga a corrente de pico para o solo ao longo da trajetória de corrente através do supressor de pico.

[0006] Supressores de pico convencionais tipicamente incluem um invólucro externo alongado ou alojamento produzido a partir de um material eletricamente isolante e um par de terminais elétricos em extremidades opostas do invólucro para conectar o supressor entre um condutor de linha potencial e solo elétrico, e uma matriz de outros componentes elétricos que forma uma série de trajetórias elétricas entre os terminais. Os materiais eletricamente isolantes podem ser selecionados a partir daqueles conhecidos na técnica para uso em alojamentos de supressor, como cerâmica (por exemplo, porcelana) e polímero (por exemplo, material de borracha incluindo borracha de silício e borracha de monômero de etileno propileno dieno (EPDM)). Os outros componentes tipicamente incluem uma pilha de elementos resistivos dependentes de tensão e não lineares, denominados de varistores. Um varistor é caracterizado por ter uma resistência relativamente alta quando exposto a uma tensão de operação normal, e uma resistência muito mais baixa quando exposto e uma tensão maior, como quando associado às condições de sobretensão. Além dos varistores, um supressor de pico também pode incluir um ou mais conjuntos de espaço de centelha alojados dentro do invólucro isolante e eletricamente conectados em série aos varistores. Alguns supressores também incluem elementos espaçadores eletricamente condutores coaxialmente alinhados aos varistores e conjuntos de espaço.

[0007] Para operação de supressor correta, o contato deve ser mantido entre os componentes da pilha. Para se obter esse efeito, é conhecida a aplicação de uma carga axial aos elementos da pilha. Bom contato axial é importante para garantir uma resistência de contato relativamente baixa entre as faces adjacentes dos elementos, para garantir uma distribuição de corrente relativamente uniforme através dos elementos, e para fornecer boa transferência de calor entre os elementos e os terminais de extremidade.

[0008] Uma forma de aplicar essa carga é empregar molas dentro do alojamento para impulsionar os elementos empilhados para que se engatem um ao outro. Outra forma de aplicar a carga é envolver a pilha dos elementos de supressor com fibras de vidro de modo a comprimir axialmente os elementos dentro da pilha.

[0009] O conceito revelado fornece uma membrana de polímero para alojar elementos empilhados em um supressor de núcleo oco que exibe capacidade de alinhamento e resistência mecânica melhoradas, embora possa ser fabricado com baixo custo.

Sumário

[0010] Em um aspecto, o conceito revelado inclui uma membrana de supressor que tem um núcleo oco para alojar elementos elétricos empilhados, o que inclui um tubo pultrudado que tem uma pluralidade de protuberâncias que se estendem no núcleo oco, o tubo pultrudado inclui uma pluralidade de fibras; e resina, em que a pluralidade de fibras é impregnada no interior da resina e a dita pluralidade de fibras é pelo menos predominantemente orientada em uma direção longitudinal; pelo menos uma camada de envoltório aplicada a uma superfície externa do tubo pultrudado, em que a pelo menos uma camada de envoltório inclui uma pluralidade de fibras; e resina, em que a pluralidade de fibras é impregnada no interior da resina para formar uma manta ou tecido, e a dita pluralidade de fibras é pelo menos predominantemente orientada em uma direção radial; e um invólucro externo aplicado a uma superfície da pelo menos uma camada de envoltório, sendo que o invólucro externo compreende polímero.

[0011] A pluralidade de fibras pode compreender fibras de vidro. A resina pode ser selecionada do grupo que consiste em poliéster, poliuretano, éster de vinila, epóxi e misturas dos mesmos. Em certas modalidades, a resina é epóxi.

[0012] O polímero pode ser material de borracha. Em certas modalidades, o material de borracha é selecionado a partir do grupo que consiste em borracha de silicone.

[0013] A pluralidade de protuberâncias pode ter um formato hemisférico. Em certas modalidades, o tubo pultrudado e a pluralidade de protuberâncias são fabricados em uma peça única.

[0014] Em certas modalidades, pelo menos uma camada de envoltório é aplicada à superfície externa do tubo pultrudado por meio de envolvimento e cura. O invólucro externo pode ser aplicado à superfície externa da pelo menos um camada de envoltório através de sobremoldagem. A pelo menos uma camada de envoltório pode incluir pelo menos um enrolamento, ou a pelo menos uma camada de envoltório pode incluir múltiplos enrolamentos. Adicionalmente, pode haver múltiplas camadas de envoltório.

[0015] Em certas modalidades, o tubo pultrudado tem uma razão de fibra de vidro para resina maior do que a pelo uma camada de envoltório. O tubo pultrudado pode ter uma resistência à flexão de pelo menos 7.908,93 N-m (70.000 polegadas-libras). Para o tubo pultrudado, as fibras de vidro podem constituir cerca de 50% a cerca de 90% em peso, e a resina pode constituir cerca e 20% a cerca de 25% em peso, com base no peso total do tubo pultrudado. Para a pelo menos uma camada de envoltório, as fibras de vidro podem constituir cerca de 25% a cerca e 60% em peso, e a resina pode constituir cerca de 40% em peso, com base no peso total da camada.

[0016] A membrana pode ser estruturada para ter uma resistência à ruptura que suporta a energia gerada durante uma corrente de falha elétrica de 65 kA.

[0017] Em outro aspecto, o conceito revelado fornece um método para produzir uma membrana de supressor que tem um núcleo oco para alojar elementos elétricos empilhados. O método inclui formar um tubo pultrudado impregnando-se a resina com fibras de vidro em um processo de pultrusão em um formato tubular que tem uma pluralidade de protuberâncias que se estende no núcleo oco, sendo que as fibras de vidro são pelo menos predominantemente orientadas em uma direção longitudinal; formar pelo menos uma camada de envoltório impregnando-se a resina com fibras de vidro para formar uma manta ou tecido, sendo que as fibras de vidro são pelo menos predominantemente orientadas em uma direção radial; envolver a manta ou tecido em uma superfície externa do tubo pultrudado, em que o envoltório compreende um ou mais enrolamentos; curar; e formar um invólucro externo por sobremoldagem da pelo menos uma camada de envoltório com polímero.

[0018] A pelo menos uma camada de envoltório pode incluir múltiplas camadas de envoltório e o invólucro externo pode ser formado por sobremoldagem de uma camada de envoltório final.

Breve descrição dos desenhos

[0019] Uma compreensão completa do conceito revelado pode ser obtida a partir da seguinte descrição das modalidades preferenciais quando lida em conjunto com os desenhos em anexo, em que:

[0020] A Figura 1 é uma vista isométrica de um tubo envolvido pultrudado de uma membrana de supressor de núcleo oco de acordo com certas modalidades do conceito revelado;

[0021] A Figura 2 é um corte transversal de um tubo pultrudado de uma membrana de supressor de núcleo oco de acordo com certas modalidades do conceito revelado;

[0022] A Figura 3 é uma vista em corte transversal do tubo pultrudado da Figura 2 que inclui adicionalmente uma camada envolvida de acordo com certas modalidades do conceito revelado;

[0023] A Figura 4 é uma vista em corte transversal do tubo pultrudado da Figura 3 que inclui adicionalmente uma segunda camada envolvida de acordo com certas modalidades do conceito revelado;

[0024] A Figura 5 é um esquema que mostra uma configuração das fibras em resina para um tubo pultrudado de uma membrana de supressor de núcleo oco de acordo com certas modalidades do conceito revelado;

[0025] A Figura 6 é um esquema que mostra uma configuração das fibras em resina para uma camada envolvida de uma membrana de supressor de núcleo oco de acordo com certas modalidades do conceito revelado;

[0026] A Figura 7 é uma vista em corte transversal do tubo pultrudado da Figura 3 que inclui adicionalmente um invólucro de acordo com certas modalidades do conceito revelado.

Descrição das modalidades preferenciais

[0027] Para propósitos de descrição do presente documento, frases direcionais usadas aqui, como, por exemplo, “topo”, “fundo”, “frente”, “parte posterior”, “atrás”, “do lado”, “direita”, “esquerda”, “superior”, “inferior” e derivados dos mesmos deve se referir ao conceito revelado, conforme é orientado nos desenhos. Deve-se compreender que os elementos específicos ilustrados nos desenhos e descritos do relatório descritivo seguinte são simplesmente modalidades exemplificativas do conceito revelado. Portanto, orientações específicas e outras características físicas relacionadas às modalidades reveladas no presente documento não devem ser consideradas como limitantes em relação ao escopo do conceito revelado.

[0028] Conforme empregado no presente documento, o termo “número” deve significar um ou mais números inteiros maiores do que um (isto é, uma pluralidade).

[0029] Conforme empregado no presente documento, a declaração de que duas ou mais partes estão “conectadas” deve significar que as partes estão unidas tanto diretamente quanto unidas através de uma ou mais partes intermediárias.

[0030] O conceito revelado se refere a supressores e, em particular, às membranas de supressor de núcleo oco ou compósitos que fornecem alta resistência em ambas as direções radial e longitudinal. Vários projetos de supressor são conhecidos na técnica. Mais de um supressor pode ser empregado e os supressores podem ser empilhados. Também são conhecidos vários invólucros externos alongados ou alojamentos produzidos a partir de um material eletricamente isolante que contém uma matriz de componentes elétricos que forma o supressor. Por exemplo, um par de terminais elétricos em extremidades opostas do invólucro pode conectar o supressor entre um condutor de linha potencial e o solo elétrico, uma pilha de elementos resistivos não lineares dependentes de tensão, por exemplo, varistores, e um ou mais conjuntos de espaço de centelha.

[0031] Há vários tipos de supressores para uso em sistemas de potência diferentes, que têm classificações de tensão associadas aos mesmos. De acordo com o conceito revelado, os supressores têm uma classificação de tensão de cerca de 3 KV e mais elevada ou preferencialmente, de cerca de 230 KV para cerca de 1.100 KV.

[0032] O conceito revelado inclui membranas de supressor de núcleo oco que incluem um tubo formado por pultrusão e uma ou mais camadas formadas envolvendo-se ou enrolando-se tecido impregnado com resina, por exemplo, “pré- impregnado”, como, por exemplo, na forma de uma manta, em uma superfície externa do tubo pultrudado.

[0033] A Figura 1 mostra um tubo pultrudado e envolvido 1 de acordo com certas modalidades do conceito revelado. O tubo 1 é formado no formato de um cilindro alongado 3. O comprimento do cilindro 3 pode variar e, tipicamente, o comprimento é de cerca de 1,2 metros (4 pés) ou menos. Conforme mostrado na Figura 1, cada extremidade do cilindro 3 é conectada a uma extremidade de encaixe 5 que tem uma pluralidade de orifícios 7 formados na mesma. O cilindro 3 pode ser preso a uma superfície com o uso de prendedores, por exemplo, parafusos ou roscas (não mostrado), na pluralidade de orifícios 7. Cada extremidade de encaixe 5 pode ser selecionada a partir de vários mecanismos que são conhecidos na técnica. Uma extremidade de encaixe 5 é tipicamente fabricada e selecionada para suportar uma força específica ou exibir uma resistência específica, e os prendedores são selecionados de acordo com isso. Adicionalmente, os mecanismos para conectar a extremidade de encaixe 5 a cada extremidade do cilindro 3 podem ser selecionados a partir daqueles conhecidos na técnica. Em certas modalidades, um material adesivo é usado.

[0034] A Figura 2 é um corte transversal de um tubo pultrudado 10. A Figura 2 mostra um núcleo oco 9 do tubo 10, uma superfície interna 11 e uma superfície externa 15. A superfície interna 11 inclui uma pluralidade de protuberâncias 13. Componentes e elementos elétricos (não mostrados) estão contidos, por exemplo, empilhados, dentro do núcleo oco 9. A superfície interna 11 é eficaz para envolver os componentes e os elementos elétricos, e a pluralidade de protuberâncias 13 serve como um dispositivo de centralização para contribuir com o alinhamento vertical dos componentes e elementos elétricos empilhados. A pluralidade de protuberâncias 13, conforme mostrado na Figura 2, inclui seis protuberâncias conformadas em hemisfério, entretanto, é contemplado que mais ou menos do que seis protuberâncias podem ser usadas e é adicionalmente compreendido que uma ampla variedade de outros formatos pode ser formada. O número de protuberâncias e formato das protuberâncias não são limitadores, e são selecionados de modo que sejam capazes de manter o alinhamento dos componentes e dos elementos elétricos empilhados dentro do núcleo oco 9 do tubo 10.

[0035] O tubo pultrudado 10 é composto de uma pluralidade de fibras revestidas com uma resina e formadas em um formato tubular usando aparelho e processos de pultrusão. O termo “pultrusão” se refere às ações de “remoção” e “extrusão”. Em geral, material de reforço, como fibras, são impregnados com resina e removidos através de uma matriz estacionária aquecida em que a resina sofre polimerização. A impregnação pode ser alcançada tanto através da remoção do material de reforço quanto através de um banho ou por injeção da resina em uma câmara que está tipicamente conectada à matriz. Uma ampla variedade de fibras e resinas conhecidas na técnica são adequadas para uso no processo de pultrusão. Fibras adequadas incluem fibras de vidro e, resinas adequadas incluem poliéster, poliuretano, éster de vinila, epóxi e misturas dos mesmos. Em certas modalidades, o tubo pultrudado 10 é composto de fibras de vidro e epóxi.

[0036] Conforme mostrado na Figura 2, a pluralidade de protuberâncias 13 é integrada à superfície interna 11 do tubo pultrudado 10 de modo a formar uma única peça ou parte. Portanto, a pluralidade de protuberâncias 13 pode ser formada durante o processo de pultrusão na formação do tubo pultrudado 10. Como resultado, um dispositivo de centro separado, por exemplo, haste ou elementos de inserção de borracha, que são conhecidos na técnica anterior para uso em supressores, não são necessários para alinhamento no conceito revelado.

[0037] A quantidade do componente de fibra e do componente de resina do tubo pultrudado pode variar. Em certas modalidades, o tubo pultrudado inclui cerca de 75% a cerca de 80% em peso de fibras de vidro e cerca de 20% a cerca de 25% em peso de resina, com base no peso total do tubo. Em geral, a quantidade do componente de fibra de vidro é selecionada em cerca de 90% ou menos, devido à probabilidade de dificuldades de processamento quando o componente de fibra de vidro excede cerca de 90%. Adicionalmente, em geral, a quantidade do componente de fibra é selecionada em cerca de 50% ou mais, devido à probabilidade de fraqueza mecânica quando o componente de fibra de vidro for menos do que cerca de 50%.

[0038] A Figura 3 é um corte transversal do tubo pultrudado 10 conforme mostrado na Figura 2. A Figura 3 mostra o núcleo oco 9, a superfície interna 11, a pluralidade de protuberâncias 13 e a superfície externa 15, conforme mostrado na Figura 2. Além disso, a Figura 3 mostra uma primeira camada 19 que é envolvida na superfície externa 15 do tubo pultrudado 10. Em certas modalidades, a primeira camada 19 é envolvida ou enrolada na superfície externa 15 do tubo pultrudado 10 através do uso de aparelho e técnicas de envoltório/enrolamento convencionais. É típico, após envoltório da primeira camada 19 no tubo pultrudado 10, aquecer o tubo pultrudado e envolvido a uma temperatura elevada suficiente para cura, por exemplo, polimerizar a manta ou o tecido e, portanto, ligar a primeira camada 19 à superfície externa 15.

[0039] A primeira camada 19 inclui uma manta ou tecido composto de fibras de vidro e resina, como epóxi. A resina pode ser selecionada a partir das conhecidas na técnica e descritas acima no presente documento. As fibras de vidro e a resina, por exemplo, epóxi, para a primeira camada 19 podem ser as mesmas ou diferente das fibras de vidro e da resina, por exemplo, epóxi, usadas para o tubo pultrudado 10. Conforme descrito acima, tanto o tubo pultrudado 10 quanto a primeira camada 19 são compostos de fibras de vidro e resina. O tubo pultrudado 10 tem uma razão de fibra de vidro para resina que é maior do que a razão de fibra de vidro para resina da primeira camada 19. Portanto, o tubo pultrudado 10 é um material mais denso do que a primeira camada 19. A primeira camada 19 pode ter a forma de um material de trama aberta.

[0040] A quantidade do componente de fibra e do componente de resina da primeira camada 19 (por exemplo, resina pré-impregnada revestida de matriz de fibra) pode variar. Em certas modalidades, a primeira camada 19 inclui cerca de 60% de fibras de vidro e cerca de 40% de resina, com base no peso total da camada. Em geral, a quantidade do componente de fibra de vidro é selecionada em cerca de 70% ou menos, ou cerca de 65% ou menos, devido à probabilidade de dificuldades de processamento quando o componente de fibra de vidro excede cerca de 70% ou cerca de 65%. Adicionalmente, em geral, a quantidade do componente de fibra é selecionada em cerca de 25% ou mais, devido à probabilidade de fraqueza mecânica quando o componente de fibra de vidro for menos do que cerca de 25%.

[0041] A primeira camada 19 pode incluir um único enrolamento ou múltiplos enrolamentos da manta ou tecido. A razão de envoltório para trama pode variar. Adicionalmente, camadas subsequentes (além da primeira camada 19) podem ser aplicadas ao tubo pultrudado 10. Por exemplo, uma segunda camada pode ser envolvida ou enrolada em uma superfície externa da primeira camada 19 e, uma terceira camada pode ser envolvida ou enrolada em uma superfície externa da segunda camada. Cada camada adicional pode incluir um único enrolamento ou múltiplos enrolamentos.

[0042] A Figura 4 é um corte transversal do tubo pultrudado 10 mostrado na Figura 3 que inclui a primeira camada 19. Além disso, a Figura 4 inclui uma segunda camada 20, que também é composta de fibras de vidro e resina na forma de uma manta ou tecido (conforme descrita acima para a primeira camada 19). A segunda camada 20 é envolvida ou enrolada na superfície externa 21 da primeira camada 19 através do uso de aparelho ou técnicas de envoltório/enrolamento convencionais. É típico que a segunda camada 20 seja envolvida ou enrolada na primeira camada 19 antes da cura da primeira camada 19, de modo que, após o envoltório da segunda camada 20 na primeira camada 19, o aquecimento ocorra em uma temperatura elevada o suficiente para curar, por exemplo, polimerizar a manta ou tecido e, portanto, ligar a primeira e a segunda camadas 19, 20. A manta ou tecido da segunda camada 20 é diferente da manta ou tecido da camada 19. Ou seja, a segunda camada 20 tem uma composição que é diferente da primeira camada 19 e pode exibir propriedades ou características diferentes. Por exemplo, a diferença entre a primeira e a segunda camadas 19,20 pode ser uma ou mais das seguintes: composição de fibra, composição de resina, razão de fibra para resina e orientação das fibras.

[0043] Em certas modalidades, conforme mencionado acima, uma ou mais camadas subsequentes pode ser aplicada à segunda camada 20. Por exemplo, uma terceira camada pode ser aplica à superfície externa da segunda camada 20 com o uso do procedimento descrito acima para a primeira e a segunda camadas 19 e 20, respectivamente.

[0044] A Figura 5 mostra uma vista de um material de tubo pultrudado 30, de acordo com certas modalidades do conceito revelado. Conforme mostrado na Figura 5, uma pluralidade de fibras 23 é impregnada em uma resina 24. Adicionalmente, a pluralidade de fibras 23 é orientada em uma direção longitudinal, conforme mostrado pela seta.

[0045] A Figura 6 mostra uma vista de um material de envoltório 40, de acordo com certas modalidades do conceito revelado. Conforme mostrado na Figura 6, uma pluralidade de fibras 25 é impregnada em uma resina 26. Adicionalmente, a pluralidade de fibras 25 é orientada em uma direção radial, conforme mostrado pela seta. Conforme mostrado na Figura 6, cada uma dentre a pluralidade de fibras 25 é orientada em uma direção radial. Entretanto, entende-se que, na prática, a pluralidade de fibras 25 pode ser predominantemente orientada em uma direção radial e, portanto, algumas dentre a pluralidade de fibras 25 podem não ser orientadas em uma direção radial.

[0046] Em geral, constatou-se que o tubo pultrudado fornece cerca de 70% a cerca de 80% da resistência à flexão, mas apenas cerca de 15% a cerca de 30% da resistência radial (de ruptura).

[0047] O tubo pultrudado em combinação com uma ou mais camadas do material envoltório (por exemplo, pré-impregnado) pode fornecer uma resistência à flexão que excede 9.038,78 N-m (80.000 polegadas-libra). A resistência à ruptura/radial é tipicamente determinada pelo produto de supressor que passe em um teste de corrente de falha elétrica de 65 kA ou maior, e não necessariamente um requisito mecânico conhecido ou estabelecido. Uma grande quantidade de energia é gerada durante o teste em uma tentativa de romper o produto. Na prática, um produto de supressor é exigido para passar por pelo menos um teste de corrente de falha de 65 kA e, preferencialmente, um teste de corrente de falha de 80 kA. Em certas modalidades, uma estrutura mecânica, como um supressor, que tem por base um tubo pultrudado com um conteúdo de fibra de vidro de pelo menos cerca de 50% que é enrolado em excesso a uma manta de fibra de vidro, alcança uma resistência à flexão de pelo menos 7.908,93 N-m (70.000 polegadas- libras), enquanto também fornece a resistência à ruptura exigida para suportar a energia gerada durante uma corrente de falha elétrica de 65 kA.

[0048] A Figura 7 é um corte transversal do tubo pultrudado 10 conforme mostrado na Figura 3. A Figura 7 mostra o núcleo oco 9, a superfície interna 11, a pluralidade de protuberâncias 13, a superfície externa 15 e a primeira camada 19, conforme mostrado na Figura 3. Além disso, a Figura 7 inclui um invólucro externo 29 formado na superfície externa 21 (conforme mostrado na Figura 4) da primeira camada 19. É contemplado e compreendido, conforme descrito acima, que mais de uma camada de envoltório pode ser aplicada ao tubo pultrudado 10 (como a segunda camada 20 mostrada na Figura 4) e portanto, o invólucro externo 29 é formado em uma superfície externa da camada de envoltório final. O invólucro externo 29 é composto de polímero, como material de borracha, o que inclui, porém sem limitação, borracha de silicone, borracha de monômero de etileno propileno dieno (EPDM), e misturas ou combinações dos mesmos. Em certas modalidades do conceito revelado, o invólucro externo 29 é formado por sobremoldagem da primeira camada 19 com o polímero. Aparelho de modelagem por injeção convencional e técnicas conhecidas na técnicas são adequados para uso no conceito revelado.

[0049] Embora modalidades específicas do conceito revelado tenham sido descritas em detalhe, será observado por aqueles que são versados na técnica que várias modificações e alternativas àqueles detalhes poderiam ser desenvolvidas à luz de todos os ensinamentos da revelação. Consequentemente, as disposições específicas reveladas destinam-se a ser apenas ilustrativas e não limitadoras do escopo do conceito revelado que deve ser dado a amplitude completa das reivindicações em anexo e todo e qualquer equivalentes das mesmas.

Claims

1. Membrana de supressor, tendo um núcleo oco para alojar elementos elétricos empilhados, caracterizada pelo fato de compreender: - um tubo pultrudado (10) que tem uma pluralidade de protuberâncias (13) que se estendem no núcleo oco (9), o tubo pultrudado (10) formado de: - uma pluralidade de fibras (23); e - resina (24), sendo que a pluralidade de fibras (23) é impregnada na resina (24), e a dita pluralidade de fibras (23) é pelo menos predominantemente orientada em uma direção longitudinal; - pelo menos uma camada de envoltório (19) aplicada a uma superfície externa (15) do tubo pultrudado (10), a pelo menos uma camada de envoltório (19) formada de: - uma pluralidade de fibras (25); e - resina (26), sendo que a pluralidade de fibras (25) é impregnada na resina (26) para formar uma manta ou um tecido, e a dita pluralidade de fibras (25) é pelo menos predominantemente orientada em uma direção radial; e - um invólucro externo (29) aplicado a uma superfície da pelo menos uma camada de envoltório (19), o invólucro externo (29) formado de um material compreendendo polímero.

2. Membrana de supressor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a pluralidade de fibras (23, 25) compreender fibras de vidro.

3. Membrana de supressor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a resina (24, 26) ser selecionada a partir do grupo que consiste em poliéster, poliuretano, éster vinílico, epóxi e misturas dos mesmos.

4. Membrana de supressor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o polímero ser um material de borracha.

5. Membrana de supressor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a pluralidade de protuberâncias (13) ter um formato hemisférico.

6. Membrana de supressor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o tubo pultrudado (10) e a pluralidade de protuberâncias (13) serem fabricados em uma peça única.

7. Membrana de supressor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a pelo menos uma camada de envoltório (19) compreender pelo menos um enrolamento.

8. Membrana de supressor, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de a pelo menos uma camada de envoltório (19) compreender múltiplos enrolamentos.

9. Membrana de supressor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de o tubo pultrudado (10) ter uma razão mais alta entre fibra de vidro e resina que a pelo menos uma camada de envoltório (19).

10. Membrana de supressor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o tubo pultrudado (10) ter uma resistência à flexão de pelo menos 7.908,93 N-m (70.000 polegadas-libras).

11. Membrana de supressor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de, para o tubo pultrudado (10), as fibras de vidro constituírem de 50% a 90% em peso, e a resina constituir de 20% a 25% em peso, com base no peso total do tubo pultrudado (10).

12. Membrana de supressor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de, para a pelo menos uma camada de envoltório (19), as fibras de vidro constituírem de 25% a 60% em peso, e a resina constituir 40% em peso, com base no peso total da camada.

13. Membrana de supressor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a membrana ser estruturada para ter uma resistência à ruptura que suporta a energia gerada durante uma corrente de falha elétrica de 65 kA.

14. Método para produzir uma membrana de supressor, tendo um núcleo oco para alojar elementos elétricos empilhados, conforme definida em qualquer uma ds reivindicações de 1 a 13, caracterizado pelo fato de compreender: - formar um tubo pultrudado (10) impregnando-se a resina (24) com fibras de vidro em um processo de pultrusão em um formato tubular tendo uma pluralidade de protuberâncias (13) que se estende no núcleo oco (9), as fibras de vidro sendo pelo menos predominantemente orientadas em uma direção longitudinal; - formar pelo menos uma camada de envoltório (19) impregnando-se a resina (26) com fibras de vidro para formar uma manta ou um tecido, as fibras de vidro sendo pelo menos predominantemente orientadas em uma direção radial; - envolver a manta ou o tecido em uma superfície externa (15) do tubo pultrudado (1), sendo que o envoltório compreende um ou mais enrolamentos; - curar; e - formar um invólucro externo (29) por sobremoldagem da pelo menos uma camada de envoltório (19) com polímero.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de a pelo menos uma camada de envoltório (19) compreender múltiplas camadas de envoltório, e o invólucro externo (29) ser formado por sobremoldagem de uma camada de envoltório final.