BR112020005021A2

BR112020005021A2 - elemento de acoplamento para montagem encaixável em áreas úmidas para provimento de conexão elétrica, e montagem de acoplamento

Info

Publication number: BR112020005021A2
Application number: BR112020005021-0A
Authority: BR
Inventors: Eric Chaize; Philip Rogan
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-09-17
Publication date: 2020-09-15
Also published as: EP3688846A1; WO2019063331A1; CN111226357B; EP3688846B1; GB201715827D0; CN111226357A; US20210075149A1; GB2566980A; BR112020005021A8; US11095069B2

Abstract

A presente invenção refere-se a elemento de acoplamento para montagem encaixável em áreas úmidas (100) para provimento de uma conexão elétrica, que compreende: um corpo (110) dotado de uma parede de cavidade (112) que define uma cavidade interna (120), e uma luva oca (140) localizada no interior da cavidade interna (120). A luva (140) é disposta na cavidade interna (120) de modo a definir uma câmara externa (150) entre a luva (140) e a parede de cavidade (112). A luva (140) define uma câmara interna (160) no interior da luva (140). A luva (140) compreende uma camada isolante elétrica (141) e uma camada condutora elétrica (142). A camada condutora elétrica define uma superfície externa da luva na câmara externa e compreende uma camada semicondutora, a camada semicondutora sendo um elastômero condutor. Um contato elétrico (102) é adaptado de modo a ficar alojado no interior da câmara interna (160) e configurado de modo a produzir a conexão elétrica.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ELEMENTO DE ACOPLAMENTO PARA CONEXÃO ELÉTRICA".

[0001] A presente invenção refere-se a um elemento de acoplamento para provimento de uma conexão elétrica.

FUNDAMENTOS

[0002] O acoplamento e desacoplamento de conectores elétricos é um requisito comum em muitas indústrias. Quando os conectores elétricos são acoplados e desacoplados em um ambiente submarino, ou seja, quando os mesmos devem ser conectados em áreas úmidas ou encaixados em áreas úmidas, são necessários o isolamento elétrico, bem como o equilíbrio de pressão a fim de assegurar uma operação confiável.

[0003] Para estes fins, é conhecido alojar um contato elétrico em uma cavidade interna enchida com um líquido dielétrico, tal como óleo. Qualquer pressão externa que atue sobre o conector é equalizada internamente pelo líquido dielétrico, aliviando um diferencial de pressão que possa atuar sobre as vedações. Além disso, o líquido dielétrico serve para isolar eletricamente o condutor. No entanto, a contaminação do líquido dielétrico, por exemplo, como resultado da entrada de água do mar, dilui o líquido dielétrico e conduz a tensões elétricas. Particularmente em aplicações de média e alta tensão, essa situação poderá rapidamente causar a falha do conector elétrico.

[0004] A redução da propriedade dielétrica é convencionalmente feita por meio da separação da cavidade interna em um arranjo de câmaras agrupadas. Uma câmara externa (ou 'primária') aloja uma câmara interna (ou 'secundária') na qual o condutor fica localizado. A câmara externa provê uma barreira à entrada de contaminantes, de maneira que a câmara interna fique menos exposta à contaminação. No entanto, a contaminação da câmara interna ainda ocorrerá,

particularmente, como resultado de encaixes e desencaixes repetidos, com o resultado de que o líquido dielétrico continuará a diluir, e o isolamento elétrico será reduzido.

[0005] Sendo assim, um conector elétrico para montagem encaixável em áreas úmidas com isolamento elétrico aperfeiçoado é altamente desejável.

SUMÁRIO

[0006] De acordo com a presente invenção, é provido um aparelho tal como definido adiante nas reivindicações em apenso. Outras características da presente invenção tornar-se-ão evidentes a partir das reivindicações dependentes e da descrição que se segue.

[0007] Em conformidade com esse objetivo, poderá ser provido um elemento de acoplamento para montagem encaixável em áreas úmidas para provimento de uma conexão elétrica. O elemento de acoplamento compreende um corpo dotado de uma parede de cavidade que define uma cavidade interna, e uma luva oca localizada no interior da cavidade interna. A luva se situa no interior da cavidade interna de modo a definir uma câmara externa entre a luva e a parede de cavidade e de modo a definir uma câmara interna no interior da luva. A luva compreende uma camada isolante elétrica e uma camada condutora elétrica, a camada condutora elétrica definindo uma superfície externa da luva na câmara externa e compreendendo uma camada semicondutora, a camada semicondutora sendo um elastômero condutor. Um contato elétrico é adaptado de modo a ficar alojado no interior da câmara interna e configurado de modo a produzir a dita conexão elétrica.

[0008] Deste modo, é provido um elemento de acoplamento para montagem encaixável em áreas úmidas que é adequado para aplicações de média e alta tensão.

[0009] O elemento de acoplamento pode compreender ainda uma segunda camada condutora elétrica, que define uma superfície interna da luva.

[0010] A segunda camada condutora elétrica pode ser eletricamente conectada ao contato elétrico.

[0011] A camada condutora elétrica que define a superfície externa da luva pode ser configurada de modo a se conectar a um aterramento elétrico.

[0012] A camada isolante elétrica pode ser provida entre camadas condutoras elétricas.

[0013] As camadas da luva podem ser formadas integralmente umas às outras.

[0014] A luva pode compreender uma porção de cabeça, a porção da cabeça sendo provida com: uma abertura de acesso e uma passagem de acesso que se estende entre a abertura de acesso e a câmara interna, sendo que a passagem de acesso é definida por uma superfície interna da porção de cabeça que faz parte da camada isolante elétrica.

[0015] O elemento de acoplamento pode compreender ainda um pino de transporte disposto de maneira móvel na passagem de acesso, sendo que o pino de transporte é móvel entre uma primeira posição e uma segunda posição, sendo que, na primeira posição, a passagem de acesso fica selada e, na segunda posição, a passagem de acesso é aberta.

[0016] A luva pode compreender uma porção de extremidade, a porção de extremidade forma: uma abertura de soquete e uma passagem de soquete que se estende entre a abertura de soquete e a câmara interna, sendo que a passagem de soquete é definida por uma superfície interna da porção de extremidade que faz parte da camada isolante elétrica.

[0017] A camada isolante pode compreender um elastômero isolante.

[0018] A cavidade interna pode ser configurada de modo a conter um líquido dielétrico.

[0019] De acordo com um outro exemplo, poderá ser provida uma montagem de acoplamento compreendendo o elemento de acoplamento, no qual o contato elétrico compreende parte de um soquete; e a montagem de acoplamento poderá compreender ainda um outro elemento de acoplamento para provimento da dita conexão elétrica com o elemento de acoplamento, sendo que o outro elemento de acoplamento compreenderá um pino condutor elétrico disposto de modo a ser alojado no soquete.

[0020] O pino condutor elétrico poderá ter uma superfície condutora externa.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0021] Exemplos da presente invenção serão descritos a seguir com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

[0022] a Figura 1 mostra uma vista lateral parcialmente cortada de montagem de acoplamento em uma configuração desacoplada;

[0023] a Figura 2 é uma vista lateral parcialmente cortada de um elemento de acoplamento macho;

[0024] a Figura 3 é uma vista lateral em seção transversal de uma luva;

[0025] a Figura 4 é uma ilustração esquemática da distribuição de tensão em torno da luva da Figura 3;

[0026] a Figura 5 mostra um elemento de acoplamento fêmea; e

[0027] a Figura 6 mostra uma vista lateral parcialmente cortada da montagem de acoplamento na configuração acoplada.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0028] A presente invenção refere-se a um conector elétrico para provimento de uma conexão elétrica. Mais particularmente, o conector elétrico é adequado para provimento da conexão elétrica e para a interrupção da mesma em um ambiente subaquático. O conector elétrico pode compreender uma montagem de elementos de acoplamento dispostos de modo a se encaixarem mecanicamente a fim de fechar um circuito elétrico quando colocados de uma configuração desacoplada para uma configuração acoplada.

[0029] Em termos convencionais, os conectores elétricos são providos com uma borracha isolante ao longo de um pino condutor elétrico do conector. No núcleo do pino, poderá haver uma alta tensão, enquanto que, do lado de fora, o pino poderá ficar em baixa tensão ou tensão zero. O pino revestido de borracha fica tipicamente alojado em um volume selado contendo um líquido dielétrico, ou óleo. O óleo poderá sofrer uma tensão elétrica do campo elétrico a partir da alta tensão no pino, que se dispersa através da borracha para o óleo circundante. A qualidade do óleo naturalmente se deteriora com o passar do tempo e existe um risco de contaminação do óleo, ambas as situações podendo resultar em danos ao conector devido à tensão elétrica.

[0030] A presente invenção aborda esse problema através da utilização de materiais diferentes em torno do pino a fim de evitar campos elétricos dispersos que chegam ao meio dielétrico e que permitem que o meio dielétrico simplesmente opere como um compensador de pressão no conector, ao invés de manter a pureza e a qualidade do óleo a fim de evitar danos devido à tensão elétrica.

[0031] Uma camada semicondutora interna poderá ser provida, a qual também suavizará o perfil do pino, e uma camada semicondutora externa impedirá que uma dispersão de campos elétricos venha a atingir o meio dielétrico. Este efeito protetor aumenta de forma significativa o desempenho elétrico do conector. A camada semicondutora tipicamente compreende uma mistura de um polímero e um condutor, tal como carbono ou grafite, embora possam ser usados outros tipos de material semicondutor. Essa combinação de isolamento parcial e condução fraca atuará como uma blindagem em torno do condutor. A Figura 1 mostra uma vista parcialmente cortada de uma montagem de acoplamento 10 de acordo com a presente invenção. A montagem de acoplamento compreende um par de elementos de acoplamento 100, 200, ou seja, um primeiro elemento de acoplamento 100 e um segundo elemento de acoplamento 200. O primeiro elemento de acoplamento, que é também conhecido como um revestimento condutor 100, e o segundo elemento de acoplamento, que é também conhecido como um receptáculo 200, são, cada um dos mesmos, diretamente terminados em um cabo submarino de modo a produzir par de conectores (elétricos) submarinos. Por conseguinte, os elementos de acoplamento são providos como um elemento de acoplamento macho 100 e um elemento de acoplamento fêmea 200.

[0032] Os contatos elétricos ficam alojados em cada elemento de acoplamento 100, 200. O encaixe dos elementos de acoplamento é feito ao se colocar os elementos de acoplamento em montagem de modo que os mesmos possam inserir o elemento de acoplamento macho no elemento de acoplamento fêmea. O desencaixe dos elementos de acoplamento é feito por meio da separação dos elementos de acoplamento. O encaixe e o desencaixe são feitos através de um movimento linear relativo ao longo de um eixo de acoplamento A:A. Em outras palavras, os elementos de acoplamento são configuráveis entre uma configuração encaixada (ou 'acoplada') e uma configuração desencaixada (ou 'desacoplada'). Quando os elementos de acoplamento são colocados na configuração encaixada, os contatos elétricos poderão ser juntados de modo a fechar um circuito elétrico. Quando os elementos de acoplamento são colocados na configuração desencaixada, os contatos elétricos são separados no sentido de interromper o circuito elétrico.

[0033] A montagem de acoplamento 10 é configurada de modo a se encaixar ou desencaixar sem que ocorra a exposição dos contatos elétricos. Tal como explicado anteriormente, esse é um requisito para uma montagem de acoplamento para montagem encaixável em áreas úmidas. Um contato elétrico de pelo menos um elemento de acoplamento 100, 200 é alojado dentro de um volume selado cheio com um líquido dielétrico. De acordo com o presente exemplo, o elemento de acoplamento macho 100 aloja um contato elétrico 102 em um volume selado. Além disso, o volume selado é disposto de modo a receber um contato elétrico de encaixe 202 do elemento de acoplamento fêmea a fim de, desse modo, fechar o circuito elétrico.

[0034] A Figura 2 mostra uma vista lateral parcialmente cortada do elemento de acoplamento macho 100.

[0035] O elemento de acoplamento macho 100 compreende um corpo 110. O corpo pode, de maneira alternativa, ser referido como um alojamento 110 ou uma saliência 110. O corpo 10 é disposto de modo ser recebido pelo elemento de acoplamento fêmea 200. O corpo poderá ter qualquer forma adequada para inserção no interior do elemento de acoplamento fêmea.

[0036] O corpo 110 é configurado de modo a alojar ou isolar eletricamente o contato elétrico 102. O corpo define uma cavidade interna 120. Mais particularmente, a cavidade interna é definida (ou 'delimitada') por uma parede de cavidade 112 (ou parede interna) do corpo.

[0037] A cavidade interna 120 é eletricamente isolada. A parede de cavidade 112 compreende um diafragma externo 130 (ou 'diafragma primário') configurado de modo a prover uma compensação de pressão. De acordo com o presente exemplo, o diafragma externo possui uma camada única. Além disso, a cavidade interna é cheia com um líquido dielétrico que poderá ser qualquer fluido compressível que permita uma compensação de pressão ou um isolamento elétrico, por exemplo, óleo.

[0038] Uma luva 140 ou diafragma interno 140 ou diafragma secundário 140 é provida no interior da cavidade interna 120.

[0039] A luva 140 é configurada de modo a alojar o contato elétrico

102. A luva é oca e, por conseguinte, divide a cavidade interna 120 para dentro de uma câmara externa 150 localizada no lado de fora da luva e de uma câmara interna 160 localizada no interior da luva. A câmara externa é delimitada pela parede de cavidade 112 e pela luva 140. Mais particularmente, a câmara externa é delimitada pelo diafragma externo da parede interna, que se encontra presente nessa modalidade exemplar, e por uma superfície externa da luva. A câmara interna é delimitada por uma superfície interna (ou 'superfície interior') da luva. Em outras palavras, a câmara externa encerra a luva, e a luva encerra a câmara interna. A câmara externa e a câmara interna podem, de maneira alternativa, ser referidas como uma porção de cavidade externa e uma porção de cavidade interna, respectivamente.

[0040] A Figura 3 mostra uma vista em seção transversal da luva

140. A luva é configurada de modo a isolar eletricamente a câmara interna 160. Mais particularmente, a luva é configurada de modo a isolar eletricamente o contato elétrico 102 alojado na mesma e, quando encaixada no elemento de acoplamento fêmea 200, a luva é configurada de modo a isolar também o contato elétrico 202 do elemento de acoplamento fêmea. A luva é configurada de modo a prover uma barreira à carga elétrica, bem como uma barreira a um campo elétrico gerado pela carga elétrica.

[0041] A luva 140 compreende pelo menos uma camada isolante elétrica (ou 'não condutora') 141. A camada isolante elétrica provê uma barreira à carga elétrica, ou seja, a camada isolante inibe o fluxo de carga elétrica ou de corrente elétrica através da luva, por exemplo, a corrente elétrica ou a carga elétrica que poderá ser causada pelos contatos elétricos 102, 202. A luva 140 compreende ainda pelo menos uma camada condutora elétrica 142, 143, tipicamente uma camada semicondutora, a fim de reduzir a tensão elétrica provocada pela carga elétrica presente, particularmente, no interior da luva.

[0042] De acordo com o presente exemplo, a camada isolante elétrica 141 é provida entre as camadas condutoras elétricas 142, 143, sendo que apenas uma camada condutora elétrica poderá ser ainda provida no lado de fora da blindagem elétrica da camada isolante. De acordo com a disposição mostrada, a luva 140 possui uma camada semicondutora externa 142 e uma camada semicondutora interna 143, e a camada isolante 141 é provida entre as camadas condutoras. A camada condutora elétrica externa define uma superfície externa da luva. A camada condutora elétrica interna define uma superfície interna da luva.

[0043] Um soquete 170 compreendendo o contato elétrico 102 fica alojado no interior da câmara interna 160. O soquete é de modo geral alongado e cilíndrico. O soquete e a luva 140 são dispostos em um sentido de modo geral coaxial, ou seja, dispostos de maneira concêntrica em seção transversal.

[0044] A Figura 4 mostra uma ilustração esquemática de uma distribuição de potencial elétrico em torno da luva 140 provocada pela carga elétrica presente no interior da luva, ou seja, localizada na câmara interna 160.

[0045] A camada semicondutora interna 143 é eletricamente conectada ao soquete, fazendo com que a camada semicondutora interna fique no mesmo potencial elétrico do soquete. Desta maneira, a câmara interna 160 fica uniformemente em um único potencial elétrico. Em outras palavras, nenhuma tensão elétrica é criada pela carga elétrica do contato elétrico 102. Uma pessoa versada na técnica estará familiarizada com o princípio físico subjacente de acordo com o qual não existirá nenhum campo elétrico dentro de um condutor ideal.

[0046] A camada isolante 141 isola a camada semicondutora interna 143 e, por conseguinte, é configurada de modo a impedir que uma carga elétrica flua a partir da camada semicondutora interna para o lado de fora da luva.

[0047] A camada semicondutora externa 142 é configurada de modo a filtrar o campo elétrico gerado pela camada semicondutora interna 143. Quando a camada semicondutora interna é eletricamente conectada ao soquete 170 e eletricamente isolada pela camada isolante 141, a camada semicondutora interna poderá ficar, de modo geral, em um potencial elétrico diferente do da câmara externa 150. Deste modo, uma tensão elétrica será causada, porém a camada semicondutora externa atuará no sentido de filtrar a camada semicondutora interna e, assim, impedir a dita tensão elétrica.

[0048] A luva 140 de acordo com o presente pedido de patente, portanto, é diferente de uma luva convencional que possui apenas uma única camada isolante e sem nenhuma camada semicondutora. Para uma luva convencional, o líquido dielétrico na câmara interna, bem como na câmara externa, é necessário no sentido de prover um isolamento elétrico e reduzir a tensão elétrica causada por uma carga elétrica presente no interior da luva convencional. Convencionalmente, um controle da tensão elétrica, por conseguinte, depende criticamente da qualidade (ou pureza) do líquido dielétrico, e a diminuição do mesmo poderá, em última análise, resultar na falha do conector elétrico. Por outro lado, a luva, de acordo com o presente pedido, provê um controle da tensão elétrica independente da qualidade do líquido dielétrico. O controle da tensão é, em vez disso, unicamente determinado pelas propriedades da luva. Notavelmente, o processo de fabricação da luva poderá ser bem controlado no sentido de manter a contaminação da luva a um mínimo.

[0049] Sendo assim, a presente invenção provê um elemento de acoplamento para montagem encaixável em áreas úmidas 100 de modo a prover uma conexão elétrica. O elemento de acoplamento 100 compreende o corpo 110 dotado da parede de cavidade 112 que define a cavidade interna 120, a luva oca 140 situada no interior da cavidade interna, a luva sendo disposta na cavidade interna de modo a definir a câmara externa 150 entre a luva e a parede de cavidade. A luva define a câmara interna 160 no interior da luva, a luva compreendendo a camada isolante elétrica 141 e a camada condutora elétrica 142, 143. O contato elétrico 102 fica alojado no interior da câmara interna e é configurado de modo a produzir a dita conexão elétrica.

[0050] De acordo com o presente exemplo, a luva 140 é de modo geral cilíndrica. Além disso, a luva compreende uma porção de cabeça 144 e uma porção de extremidade 145. A porção intermediária 146 se estende entre a porção de cabeça e a porção de extremidade. De acordo com o presente exemplo, a porção intermediária é de modo geral alongada, resultando em uma luva alongada em seu todo.

[0051] A porção de extremidade 145 corresponde a uma primeira extremidade da luva 140. Essa extremidade compreende uma abertura de soquete e uma passagem de soquete que conecta a abertura de soquete à câmara interna. O soquete se estende para dentro da câmara interna através da passagem de soquete. De acordo com o presente exemplo, a passagem de soquete é formada por uma superfície interna da porção de extremidade que é definida pela camada isolante elétrica

141. Além disso, na porção de extremidade, a camada condutora elétrica externa 142 contata diretamente a cavidade de parede 112, ao invés do diafragma externo 130, a fim de conectar a camada condutora elétrica externa ao aterramento elétrico.

[0052] A porção de cabeça 144 corresponde a uma segunda extremidade da luva 140, que fica oposta à primeira extremidade. A porção de cabeça compreende uma abertura de acesso 147 (ou 'boca') através da qual, em uso, o contato elétrico 202 é inserido a fim de fechar o circuito elétrico. A porção de cabeça compreende uma passagem de acesso 148 que se estende entre a abertura de acesso e a câmara interna 160. Ou seja, a passagem de acesso é configurada para a passagem de um contato elétrico para a câmara interna. A passagem é feita por meio de uma superfície interna da porção de cabeça definida pela camada isolante elétrica. Deste modo, um contato elétrico exposto, particularmente o contato elétrico 202, poderá ser inserido através da passagem de acesso e ainda permanecer eletricamente isolado.

[0053] Um pino de transporte 172 é disposto de maneira móvel na passagem de acesso 148. O pino de transporte forma uma vedação mecânica com o corpo 110 de modo a evitar a fuga do líquido dielétrico do corpo. O pino de transporte é configurado de modo a vedar fisicamente a passagem de acesso, por meio da formação de uma vedação de bucha com a luva 140, quando o elemento de acoplamento 100 é desconectado. Convenientemente, o pino de transporte é configurado de modo a abrir a passagem de acesso quando o contato elétrico 202 do elemento de acoplamento fêmea 200 é inserido. O pino de transporte é móvel entre uma configuração aberta e uma configuração fechada. Na configuração fechada, o pino de transporte se estende para dentro e fecha totalmente a passagem de acesso. Na configuração aberta, o pino de transporte é completamente retirado da passagem de acesso e expõe o contato elétrico 102. Convenientemente, o pino de transporte é configurado de modo a se deslocar por meio da inserção do contato elétrico 202, de maneira que o pino de transporte seja empurrado ainda mais para dentro do soquete 170 e exponha o contato elétrico 102 localizado no interior do mesmo.

[0054] A Figura 5 mostra o elemento de acoplamento fêmea 200. O elemento de acoplamento fêmea compreende um corpo 210 (ou 'alojamento'), formando um recesso 212 dentro do qual o elemento de acoplamento macho 100 é recebido. O recesso possui um formato complementar ao do elemento de acoplamento macho.

[0055] De acordo com o presente exemplo, o contato elétrico 202 do elemento de acoplamento fêmea 200 é provido sobre um pino 270. O pino pode ser inserido no soquete 170 do elemento de acoplamento macho 100 a fim de fechar o circuito elétrico.

[0056] O corpo 210 compreende uma bainha 220 que é móvel ao longo do pino 270 entre uma configuração selada, na qual o contato elétrico 202 fica isolado, e uma configuração exposta, na qual o contato elétrico fica exposto. De acordo com a Figura 5, a bainha é ilustrada na configuração fechada, isolando o contato elétrico de um ambiente externo.

[0057] O pino 270 possui uma superfície condutora elétrica externa que se estende parcialmente ao longo do pino. Por exemplo, a superfície externa do pino pode ser metalizada de modo a prover um revestimento condutor. O revestimento condutor é configurado de modo a blindar um campo elétrico gerado pela carga elétrica presente no interior do pino. O revestimento condutor é configurado de modo a encerrar (ou 'envolver') o interior do pino. Convenientemente, o revestimento condutor, por conseguinte, filtra a carga elétrica quando os elementos de acoplamento 100, 200 são encaixados. O revestimento condutor é provido em uma porção do pino que, quando encaixado, não se estende para dentro da luva 140 e, por conseguinte, não ficará protegido pela luva.

[0058] Deve-se notar que uma montagem de acoplamento 10, de acordo com o exemplo descrito, que compreende a luva 140 com três camadas 141, 142, 143, bem como o pino 270 com a superfície condutora elétrica externa, poderá remover completamente a tensão elétrica do líquido dielétrico, tal como, de outra maneira, também, poderá ser causada pela carga elétrica do soquete ou do pino.

[0059] A Figura 6 mostra o elemento de acoplamento macho 100 e o elemento de acoplamento fêmea 200 em um arranjo acoplado.

[0060] De acordo com o presente exemplo, os elementos de acoplamento 100, 200 são configurados de modo que o circuito elétrico fique fechado quando os elementos de acoplamento se encontram em uma configuração acoplada.

[0061] Durante o acoplamento, o corpo 110 do elemento de acoplamento macho 100 é recebido no recesso 212 do elemento de acoplamento fêmea 200 e colocado em contato com a bainha 220. Nessa disposição, a cavilha 270 fica limítrofe ao pino de transporte 172, ou seja, em sua posição fechada.

[0062] Ao impulsionar o corpo 110 ainda mais para dentro do recesso 212, o corpo irá deslocar a bainha e fazer com que o pino 270 entre no corpo 110. Por sua vez, o pino deslocará o pino de transporte 172 da sua posição fechada para a posição aberta. Mais particularmente, quando o pino faz com que o pino de transporte se desloque, o pino de transporte é retirado partir da câmara externa 150. Qualquer líquido que possa estar presente entre o pino e o pino de transporte será, por conseguinte, dissolvido no líquido dielétrico da câmara externa. Quando o contato elétrico 202 passa através da câmara externa, o líquido dielétrico dentro da mesma causará o isolamento elétrico do contato elétrico sobre o pino.

[0063] Além disso, o deslocamento do pino 270 em um movimento relativo entre os elementos de acoplamento faz com que o pino entre na passagem de acesso 148 da luva 140, e faz com que o pino de transporte 172 seja deslocado da passagem de acesso. Convenientemente, a luva será flexível de modo a permitir a expansão da mesma em resposta a uma mudança de pressão provocada pela inserção do pino. Quando o contato elétrico 202 passa através da passagem de acesso, a superfície interna da passagem de acesso, formada a partir da camada de isolamento 141, fará o isolamento elétrico do contato elétrico 202.

[0064] Além disso, a impulsão dos elementos de acoplamento 100, 200 em montagem faz com que o pino 270 entre na câmara interna 160 e coloca o contato elétrico 202 do pino em contato com o contato elétrico 102 do soquete. Isso também fará com que a bainha 220 seja totalmente deslocada, e que a montagem de acoplamento 10 fique no arranjo acoplado. Os elementos de acoplamento são bloqueados no arranjo acoplado por meio de um elemento adequado no sentido de impedir um desacoplamento acidental.

[0065] Quando no arranjo acoplado, o revestimento condutor do pino 270 fica em contato com a camada condutora elétrica externa 142 da luva 140, deste modo, obtendo uma continuidade do aterramento.

[0066] A fim de interromper o circuito elétrico, o pino 270 é retirado do soquete 170. O pino de transporte 172 é polarizado para a sua posição fechada. Qualquer meio de polarização adequado poderá ser usado, tal como, por exemplo, uma mola 174 estendida através do soquete. Convenientemente, quando o pino é totalmente removido do corpo 110, o pino de transporte ficará de novo em sua posição fechada. De maneira similar, a bainha 220 é polarizada para a sua configuração selada de modo que, quando o corpo 110 é retirado do recesso 212, a bainha se moverá a fim de selar o contato elétrico 202 do pino.

[0067] A luva 140 de acordo com a presente invenção pode ser fabricada em escala industrial. Uma escolha apropriada do material poderá compreender, por exemplo, elastômeros flexíveis, enquanto que um processo de fabricação adequado poderá incluir moldagem (por injeção).

[0068] Mais particularmente, determinadas variantes de elastômeros são eletricamente isolantes, enquanto que outras variantes de elastômeros são eletricamente condutoras. Um elastômero condutor elétrico poderá ser fabricado por meio da adição de, por exemplo, carbono ou grafite. A camada isolante 141 compreenderá, adequadamente, um elastômero isolante. De maneira similar, as camadas semicondutoras compreendem adequadamente um elastômero condutor. Por conseguinte, será possível formar a luva 140 com uma pluralidade de camadas, incluindo pelo menos uma camada isolante e pelo menos uma camada semicondutora.

[0069] Ao se formar as camadas 141, 142, 143 da luva 140 usando um ou vários elastômeros, a luva se tornará flexível e, em particular, capaz de se expandir ou contrair em resposta a uma mudança de pressão no interior da luva. Tal mudança de pressão poderá ocorrer, por exemplo, como resultado da inserção do contato elétrico 202 no soquete

170.

[0070] Convenientemente, a luva é integralmente formada de modo que as camadas individuais fiquem diretamente em contato de interface. Ou seja, duas camadas adjacentes são substancialmente formadas sem aberturas entre as mesmas. A luva 140 de acordo com a presente invenção é uma moldagem elastomérica tripla.

[0071] A luva 140 está configurada de modo a remover a tensão elétrica do elemento de acoplamento 100 como resultado da carga elétrica presente no interior da luva. Sendo assim, a dependência de um líquido dielétrico para o controle da tensão elétrica não mais será necessária, o que, por sua vez, poderá melhorar, em particular, a confiabilidade operacional a longo prazo do elemento de acoplamento. Ou seja, uma vez que o líquido dielétrico de um elemento de acoplamento convencional fica sujeito a contaminação em resposta ao acoplamento e desacoplamento, isso afetará a confiabilidade do mesmo especialmente a longo prazo. Em contrapartida, o elemento de acoplamento de acordo com a presente invenção não será adversamente afetado por uma redução da propriedade dielétrica do dielétrico líquido.

[0072] A luva 140 pode ser testada e verificada individualmente antes da montagem do elemento de acoplamento 100, a fim de garantir o seu desempenho elétrico. Sendo assim, um risco de falha durante o teste e a operação final poderá ser reduzido.

[0073] A luva 140 pode ser fabricada de modo a apresentar uma baixa espessura de parede. Isso acontece em contraste com uma luva convencional, a qual possui uma espessura de parede relativamente alta a fim de garantir o isolamento elétrico. Notavelmente, embora a luva 140 tenha múltiplas camadas, a sua espessura total poderá ser menor que a de uma luva convencional de única camada.

[0074] No conector elétrico exemplar ilustrado nas Figuras, a luva possui um formato de modo geral cilíndrico. De maneira mais geral, a luva é formada de modo a incluir o soquete 170 e poderá ter qualquer outro formato adequado para o encerramento do soquete.

[0075] De acordo com o exemplo descrito, o conector elétrico é um conector trifásico. Ou seja, apesar de apenas um único soquete/pino ter sido descrito, três soquetes/pinos poderão ser providos no plugue/receptáculo. Em outros exemplos, um conector de múltiplas fases diferente poderá ser provido ou ainda um conector de fase única.

[0076] No exemplo acima descrito, a cavidade interna 120 é enchida com um líquido dielétrico. Tal como foi explicado, uma luva de acordo com a presente invenção provê um controle de tensão elétrica de modo que as propriedades dielétricas do líquido dielétrico não sejam essenciais ao funcionamento do elemento de acoplamento. Sendo assim, um líquido não dielétrico adequado poderá ser usado como alternativa. No entanto, um líquido dielétrico poderá ser usado no sentido de melhorar ainda mais o isolamento elétrico, bem como para outros fins, tais como lubrificação e equalização de pressão.

[0077] De acordo com o exemplo descrito, o elemento de acoplamento macho compreende o soquete. De acordo com outros exemplos, o elemento de acoplamento fêmea poderá compreender o soquete.

[0078] Todas as características descritas no presente relatório descritivo (incluindo qualquer outra seção do presente documento, tais como as reivindicações, resumo e desenhos em anexo), e/ou todas as etapas de qualquer método ou processo então apresentado, poderão ser combinadas de qualquer maneira, exceto as combinações nas quais pelo menos algumas de tais características e/ou etapas são mutuamente exclusivas.

[0079] Cada característica descrita no presente relatório descritivo (incluindo qualquer reivindicação, resumo e desenhos em anexo) poderá ser substituída por características alternativas que sirvam à mesma ou equivalente ou similar finalidade, a menos que expressamente indicado de outra forma. Sendo assim, a menos que expressamente indicado em contrário, cada característica apresentada é apenas um exemplo de uma série genérica de características equivalentes ou similares.

[0080] A invenção não é limitada aos detalhes das modalidades acima. A presente invenção se estende a qualquer nova característica, ou qualquer nova combinação das características descritas no presente relatório descritivo (incluindo quaisquer reivindicações, resumo e desenhos em anexo), ou a qualquer nova etapa, ou qualquer combinação de novas etapas de qualquer método ou processo descrito no presente documento.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Elemento de acoplamento para montagem encaixável em áreas úmidas (100) para provimento de uma conexão elétrica, o elemento de acoplamento (100) sendo caracterizado pelo fato de compreender um corpo (110) dotado de uma parede de cavidade (112) que define uma cavidade interna (120); e uma luva oca (140) localizada no interior da cavidade interna (120); sendo que a luva (140) é disposta na cavidade interna (120) de modo a definir uma câmara externa (150) entre a luva (140) e a parede de cavidade (112), e de modo a definir uma câmara interna (160) no interior da luva (140); sendo que a luva (140) compreende uma camada isolante elétrica (141) e uma camada condutora elétrica (142), a camada condutora elétrica definindo uma superfície externa da luva na câmara externa e compreendendo uma camada semicondutora, a camada semicondutora sendo um elastômero condutor; e sendo que um contato elétrico (102) é adaptado de modo a ficar alojado no interior da câmara interna (160) e configurado de modo a produzir a conexão elétrica.

2. Elemento de acoplamento (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de acoplamento compreende ainda uma segunda camada condutora elétrica (143) que define uma superfície interna da luva (140).

3. Elemento de acoplamento (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a camada condutora elétrica (143) que define a superfície interna da luva é eletricamente conectada ao contato elétrico (102).

4. Elemento de acoplamento (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a camada condutora elétrica (142) que define a superfície externa da luva é configurada de modo a se conectar ao aterramento elétrico.

5. Elemento de acoplamento (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a camada isolante elétrica (141) é provida entre as duas camadas condutoras elétricas (142, 143).

6. Elemento de acoplamento (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as camadas (141, 142, 143) da luva (140) são integradas uma à outra.

7. Elemento de acoplamento (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a luva (140) compreende uma porção de cabeça (144), a porção de cabeça sendo provida com uma abertura de acesso (147) e uma passagem de acesso (148) que se estende entre a abertura de acesso e a câmara interna (160), sendo que a passagem de acesso (148) é definida por uma superfície interna da porção de cabeça (144) que faz parte da camada isolante elétrica (141).

8. Elemento de acoplamento (100), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender ainda um pino de transporte (172) disposto de maneira móvel na passagem de acesso (148), sendo que o pino de transporte (172) é móvel entre uma primeira posição e uma segunda posição; sendo que, na primeira posição, a passagem de acesso (148) é selada e, na segunda posição, a passagem de acesso (148) é aberta.

9. Elemento de acoplamento (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a luva (140) compreende uma porção de extremidade (145), a porção de extremidade formando uma abertura de soquete, e uma passagem de soquete que se estende entre a abertura de soquete e a câmara interna (150), sendo que a passagem de soquete é definida por uma superfície interna da porção de extremidade (145) que faz parte da camada isolante elétrica (141).

10. Elemento de acoplamento (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a camada isolante (141) compreende um elastômero isolante.

11. Elemento de acoplamento (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a cavidade interna (120) é configurada de modo a conter um líquido dielétrico.

12. Montagem de acoplamento (10), caracterizada pelo fato de compreender um elemento de acoplamento (100) como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes; sendo que o contato elétrico (102) compreende parte de um soquete (170); sendo que a montagem de acoplamento compreende ainda um outro elemento de acoplamento (200) para provimento de uma conexão elétrica com o elemento de acoplamento (100); e sendo que o outro elemento de acoplamento (200) compreende um pino condutor elétrico (170) disposto de modo a ser alojado no soquete (170).

13. Montagem de acoplamento (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o pino condutor elétrico (170) possui uma superfície condutora externa.