BR112020005220B1 - Tanque para alojar componentes de distribuição de energia elétrica - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um tanque polimérico para alojar componentes de energia elétrica em um ambiente seco ou preenchido com fluido. Um receptáculo de montagem e um par de plugues sendo usados para prender os componentes de energia elétrica nas paredes internas do tanque. O receptáculo de montagem sendo configurado para constituir uma parte integral da parede interna. Uma proteção permeável é inserível dentro das paredes internas do tanque para protegê-las da radiação eletromagnética.

Description

CAMPO

[001] A presente invenção refere-se a um tanque polimérico para alojar uma variedade de componentes eletromagnéticos, tais como transformadores, reatores, reguladores de tensão e outros componentes eletromagnéticos relacionados que são utilizáveis em um ambiente seco ou preenchido com fluido.

ANTECEDENTES

[002] Da estação geradora para o consumidor, vários componentes de distribuição de energia elétrica são usados para a transferência segura e confiável de energia para um usuário final. Os transformadores de distribuição, por exemplo, provêm um meio para diminuir as tensões de linhas de distribuição de energia elétrica de alta- tensão para tensões utilizáveis em domicílios e empresas comerciais.

[003] Os transformadores de distribuição são feitos de maneira específica para atender às demandas de seu ambiente operacional. Por exemplo, os transformadores de distribuição podem ser montados em poste em ambientes não urbanos, bem como sobre plataformas ou em gabinetes personalizados e dutos subterrâneos em áreas mais urbanas. Com base na classe da tensão e nas necessidades específicas da aplicação, os transformadores de distribuição podem ser dispostos em alojamentos imersos em líquido ou do tipo seco e podem ser construídos como transformadores monofásicos ou multifásicos.

[004] Em geral, os transformadores de distribuição são dispostos em um laço de serviço ("service loop"), onde as linhas de energia elétrica se estendem de um poste até as propriedades dos consumidores. O número de consumidores atendidos por um único transformador de distribuição geralmente varia de acordo com o número de consumidores dentro de uma determinada localização e com as necessidades específicas da aplicação. Em uma aplicação industrial, pode haver diversos transformadores de distribuição dedicados a complexos industriais específicos, já em uma alternativa, um único transformador de distribuição pode ser usado para fornecer energia para vários domicílios rurais.

[005] Os transformadores de distribuição montados em postes e montados em gabinete convertem a alta-tensão primária das linhas de distribuição de energia elétrica suspensas ou subterrâneas em linhas de tensão secundária mais baixa de acordo nas propriedades dos consumidores. Dependendo dos padrões de distribuição de energia elétrica, em um país particular, o modelo do transformador de distribuição pode incorporar o uso de uma ou mais fases e o uso de uma linha neutra. Nos Estados Unidos, transformadores monofásicos são geralmente os mais usados na conexão entre as linhas de energia elétrica suspensas e os consumidores individuais. Em geral, os transformadores de distribuição incorporam o uso de uma ou duas buchas quando são conectados em uma configuração de fase Y ou delta respectivamente. Essas buchas são normalmente posicionadas em cima do tanque do transformador, enquanto os terminais secundários ou de baixa tensão são conectados às laterais do tanque do transformador para facilitar o acesso ao mesmo.

[006] Para que os transformadores de distribuição, bem como outros equipamentos de distribuição sejam seguros e confiáveis, os invólucros para tais equipamentos de distribuição de energia elétrica têm sido protegidos principalmente por um alojamento metálico que está sujeito à corrosão e ao risco potencial de uma descarga elétrica interna entre os enrolamentos do transformador, por exemplo, e a superfície interna do alojamento metálico. Para mitigar as descargas elétricas provenientes dos enrolamentos e de outros componentes de distribuição de energia elétrica que podem estar alojados no mesmo, os desenvolvedores de tal equipamento de distribuição de energia elétrica provêm um espaçamento significativo entre o equipamento de distribuição de energia elétrica e a superfície interna do alojamento metálico. Além disso e como uma medida à prova de falhas, alguns alojamentos para esses componentes eletrônicos utilizam óleo dielétrico de modo a aumentar a constante dielétrica e minimizar o potencial para descargas elétricas.

[007] Quando os componentes de energia elétrica são enchidos com fluidos e gases dielétricos, eles passam a exercer uma função isolante. Os componentes de energia elétrica alojados em um tanque, bem como outros componentes relacionados à energia elétrica, fixados no alojamento geralmente possuem vários potenciais de tensão. Os fluidos e gases dielétricos funcionam para impedir o fluxo de corrente entre os componentes de energia elétrica, bem como dentro e fora do tanque que possui diferentes potenciais de tensão. Em determinadas circunstâncias, apenas ar não é suficiente para deter o fluxo de uma corrente elétrica. É válido notar que o termo componentes de energia elétrica significa, neste contexto, todos e quaisquer componentes de transmissão e distribuição de energia elétrica, assim como outro equipamento eletrônico que possa ser alojado.

[008] Contêineres ou tanques convencionais de média e alta- tensão provêm um invólucro para alojar uma variedade de equipamentos eletromagnéticos em um ambiente seco ou prepreenchido com fluido.

[009] Em um ambiente prepreenchido com fluido, os componentes de energia elétrica são imersos em um fluido, gás ou uma combinação dos mesmos para a obtenção de um isolamento elétrico em relação aos componentes de energia elétrica adjacentes e para manter tais componentes de energia elétrica relativamente frios. De maneira mais específica, o equipamento de média e alta-tensão é geralmente alojado em contêineres de metal hermeticamente vedados que são pesados e costumam requerer plataformas personalizadas para instalação. Além disso, tais contêineres de metal são geralmente difíceis de fabricar e ficam sujeitos à corrosão quando são expostos a várias condições climáticas - até mesmo alojamentos feitos de aço são suscetíveis à corrosão.

[0010] A fabricação de tanques de aço, por exemplo, tende a exigir o uso de estruturas de reforço especiais, tais como vigas soldadas nas paredes laterais para manter a integridade estrutural e para suportar as condições de sobrepressão e vácuo que podem ocorrer nesses tanques. No entanto, o uso de tais estruturas ou vigas de reforço aumenta de forma desnecessária o peso, o custo e a complexidade da fabricação desses tanques.

[0011] Consequentemente, os componentes de energia elétrica em tais alojamentos ou tanques falharam em estabelecer um meio seguro, confiável e facilmente fabricável de localizar e proteger os componentes de energia elétrica dentro do alojamento dos componentes de energia elétrica. A ação da natureza, o transporte e a instalação de tal equipamento geralmente resultam no movimento dos componentes de energia elétrica internos, o que pode tornar essa instalação insegura e não confiável.

[0012] Além disso e especialmente com os transformadores montados em postes, o potencial de deslocamento dos postes de sua posição e orientação pretendidas devido a terremotos, tempestades fortes, furacões e acidentes de carro é significativo. Logo, devem ser tomadas medidas para minimizar tais perigos.

[0013] Esses modelos são geralmente volumosos e maiores do que o necessário para acomodar os componentes de energia elétrica e ao mesmo tempo mantê-los em uma distância segura dos pontos de contato com potencial para descarga elétrica. Além disso, o uso de óleo dielétrico em tais invólucros de aço também adiciona um peso considerável, tornando assim o transporte e a instalação mais difíceis.

[0014] É um objetivo da presente invenção a provisão de um alojamento que fixa os componentes de energia elétrica em seu local designado e provê um nível extra de segurança contra perigos potenciais.

[0015] Outro objetivo da presente invenção é a provisão de um alojamento que seja utilizável em um ambiente do tipo seco ou prepreenchido com fluido para esses componentes de energia elétrica.

[0016] Outro objetivo da presente invenção é manter a radiação eletromagnética em níveis seguros.

[0017] Outro objetivo da presente invenção é minimizar as dificuldades e os custos de fabricação de um alojamento para equipamentos relacionados com energia elétrica.

[0018] Outro objetivo da presente invenção é a provisão de um alojamento para componentes de energia elétrica, que é feito a partir de um material não corrosivo, não condutivo e não magnético.

[0019] E outro objetivo da invenção é a provisão de um alojamento multitarefas, utilizável em postes e plataformas, bem como dutos subterrâneos.

SUMÁRIO

[0020] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, um alojamento de componente de energia é provido para conter e facilitar a instalação de tais componentes de energia elétrica. O alojamento compreende o uso de um ou mais receptáculos de montagem e pares de plugues como um meio de conexão dos componentes de energia elétrica com a(s) parede(s) internas(s) do alojamento de modo a facilitar a instalação e fixação de tais componentes de energia elétrica.

[0021] Em outro aspecto da invenção, é provido um alojamento de componente de energia que usa uma proteção de alta permeabilidade para proteger o ambiente fora do alojamento da radiação eletromagnética.

[0022] De acordo com outro aspecto, o alojamento de componente de energia é provido com um meio para a instalação imediata de buchas de alta-tensão e terminais de baixa tensão. As buchas de alta-tensão e os terminais de baixa tensão são conectados, de maneira preferida, por protuberâncias poliméricas integrais às paredes poliméricas e à tampa superior.

[0023] De acordo com outro aspecto da invenção, é provido um alojamento de componente de energia que fornece um meio para transportar e prender todo o alojamento e os componentes de energia elétrica no lugar. O alojamento polimérico pode ser transportado e preso usando-se uma ou mais montagens laterais que são preferivelmente integrais com as paredes externas do alojamento.

[0024] De acordo com outro aspecto da invenção, é provido um alojamento de componente de energia elétrica que é capaz de facilitar a remoção dos componentes de energia elétrica, bem como sua instalação e proteção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0025] A figura 1 ilustra uma vista isométrica de um tanque polimérico exemplar para um transformador de distribuição.

[0026] A figura 2 ilustra uma vista isométrica de uma correia de compressão para prender um alojamento e uma tampa superior.

[0027] A figura 3A ilustra uma vista isométrica da correia de compressão da figura 2 instalada entre a tampa superior e o alojamento, e um perfil lateral correspondente.

[0028] A figura 3B ilustra uma vista lateral da correia de compressão da figura 2 instalada entre a tampa superior e o alojamento.

[0029] A figura 4 ilustra um tanque polimérico exemplar com uma porção removida ao longo da linha de referência A-A da figura 1.

[0030] A figura 5 ilustra uma vista transversal de um terminal de baixa tensão ao longo da linha de referência B-B da figura 7.

[0031] A figura 6 ilustra uma vista isométrica e anterior do tanque polimérico exemplar com estruturas de suporte de instalação.

[0032] A figura 7 é uma vista lateral do transformador de distribuição da figura 1

[0033] A figura 8 ilustra uma vista transversal do transformador de distribuição da figura 7 ao longo da linha de referência C-C sem os componentes de energia elétrica.

[0034] A figura 9 ilustra uma vista transversal superior do transformador de distribuição da figura 7 ao longo da linha de referência B-B.

[0035] A figura 10 é uma vista ampliada de um plugue de extremidade circular e um par de receptáculos de montagem usado para prender os componentes de energia elétrica dentro do alojamento.

[0036] A figura 11 é uma vista ampliada de um plugue de extremidade reta e um par de receptáculos de montagem usado para prender os componentes de energia elétrica dentro do alojamento.

[0037] A figura 12 é uma vista ampliada de um plugue com extremidade em T e um par de receptáculos de montagem usado para prender os componentes de energia elétrica dentro do alojamento.

[0038] A figura 13 ilustra uma vista frontal de um receptáculo de montagem exemplar sem um plugue associado.

[0039] A figura 14 ilustra uma vista lateral de um receptáculo de montagem e um plugue e parede do alojamento.

[0040] A figura 15 é uma vista isométrica de um plugue de extremidade reta.

[0041] A figura 16 é uma vista isométrica de um plugue com extremidade em T.

[0042] A figura 17 é uma vista isométrica de um plugue de extremidade circular.

[0043] A figura 18 é uma vista transversal de uma parede e um receptáculo de montagem associado sem um plugue.

[0044] A figura 19 é uma vista lateral de um plugue de extremidade reta na forma de uma ripa.

[0045] A figura 20 é uma vista lateral de um plugue de extremidade reta na forma de um pente.

[0046] A figura 21 é uma vista lateral de outra variação de um plugue de extremidade reta em forma de pente.

[0047] A figura 22 é uma vista transversal de uma proteção e uma parede do alojamento que possui um canal abaixo da superfície da parede interna.

[0048] A figura 23 é uma vista transversal de uma proteção e uma parede do alojamento que possui um canal acima da superfície da parede interna.

[0049] A figura 24 é uma vista transversal de uma parede e uma proteção com duas camadas que compreende um molde exterior e uma camada interior de material permeável dentro da parede do alojamento.

[0050] A figura 25 é uma vista transversal de uma parede e de uma fina camada de um material permeável fixado à parede interna de um alojamento.

[0051] A figura 26 é uma vista transversal de uma parede e uma proteção com duas camadas que compreende um molde interior e uma camada exterior de material permeável dentro da parede do alojamento.

[0052] A figura 27 é uma vista explodida do alojamento do transformador de distribuição e da proteção sem os componentes de energia elétrica.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0053] Referência detalhada será feita às várias modalidades da presente invenção, cujos exemplos são ilustrados nos desenhos em anexo. Sempre que possível, os mesmos números de referência serão usados ao longo dos desenhos para menção a partes semelhantes ou iguais.

[0054] Na figura 1 é mostrada uma modalidade da presente invenção de um tanque de um transformador de distribuição 1. É válido observar que a referência feita a um transformador de distribuição é apenas ilustrativa e não deve ser considerada como limitante. Qualquer componente elétrico ou de energia que requer o uso da presente invenção para instalar, remover, dispor, prender e manter tais componentes elétricos no lugar estará incluído no escopo de proteção da presente invenção. Além disso, embora modalidades exemplares façam referência a tanques enchidos com gás ou fluido, a presente invenção também é aplicável a tanques do tipo seco, tais como transformadores secos.

[0055] A figura 1 ilustra um tanque 2 para componentes de energia elétrica e, em particular, um tanque 2 para um transformador de distribuição 1. O transformador de distribuição tanque 2 compreendendo uma ou mais paredes 3, uma tampa superior 4, uma tampa inferior 5, protuberâncias 20 e protuberâncias 8. O tanque 2 pode compreender uma parede contínua 3, tal como uma parede circular ou elíptica 3 ou uma pluralidade das paredes unidas. O mais comum é o tanque 2 ser configurado em um formato redondo, retangular, hexagonal ou octogonal. Nas modalidades a seguir, referência será feita às paredes 3 devido à pluralidade de lados mostrados nas figuras. O tanque 2 é preferivelmente feito a partir de um material não corrosivo, não condutivo e não magnético, tais como os vários polímeros bem conhecidos, como por exemplo, plásticos e resinas que são relativamente leves e possuem uma resistência estrutural considerável. De modo particular e em uma modalidade preferida da presente invenção, o tanque 2 é preferivelmente feito a partir de poliamidas (PA), poliésteres, tais como policarbonato (PC), tereftalato de polibutileno (PBT) ou polioximetileno (POM) e outras substâncias parecidas com plástico cujas características podem ser selecionadas e misturadas para a obtenção da resistência, flexibilidade, isolamento, resistência à temperatura e maleabilidade necessária. De maneira mais específica, é preferível que o plástico selecionado seja resiliente a óleo e tenha uma alta resiliência dielétrica e mecânica.

[0056] Em uma forma da presente invenção, as paredes 3 e a tampa inferior 5 são preferivelmente feitas como uma peça integral. Durante a fabricação das paredes 3 e da tampa inferior 5, é previsto que um molde será usado durante o processo de fabricação para criar uma peça unitária. Desse modo, a construção unitária irá melhorar a fabricação de um tanque à prova de vazamentos 2. A tampa superior 4 pode ser posteriormente fixada à borda superior das paredes 3 por meio de várias técnicas de conexão, tais como prendedores mecânicos, o que inclui mas não limita a: dobradiças, fechos, travas, correias, parafusos, parafusos não perfurantes, porcas, rebites, pinos, adesivos, solventes e várias técnicas de soldagem.

[0057] Por exemplo, a tampa superior 4 e a borda das paredes 3 podem ser unidas por junção por fusão, na qual a tampa superior 4 e a borda das paredes 3 são justapostas e calor é aplicado (de várias formas) para a junção entre a borda superior das paredes 3 e a tampa superior 4 de modo a plasticizar as duas partes e em seguida deixá-las resfriar para formar uma ligação. Todavia, a tampa superior 4 pode ser unida à borda das paredes 3 por junção com solvente, vibração e soldagem ultrassônica, soldagem com adesivo e similares. Note que a junção de qualquer parte do tanque 2 pode ser obtida por meio de qualquer uma das técnicas acima ou qualquer outra técnica. A escolha do modo de junção da tampa superior 4 com a borda das paredes 3 será baseada, em grande medida, no ambiente previsto e nas características operacionais esperadas, o que pode requerer a seleção de um alojamento hermeticamente vedado ou do tipo seco.

[0058] Por exemplo, se for previsto que será necessário o acesso subsequente aos componentes internos do transformador que estão ativos, um meio de fixação reversível deve ser considerado, tais como parafusos não perfurantes e outros prendedores mecânicos mencionados acima que podem ser removidos e em seguida instalados de novo. Conforme mostrado na figura 1, em uma modalidade, a tampa superior 4 e a borda das paredes 3 são unidas por meio de porcas 35 e parafusos não perfurantes 36 e/ou de uma correia 30.

[0059] Em um método preferido de fixação da tampa superior 4 e do tanque 2, uma correia de compressão 30 sozinha ou em combinação com outro meio de fixação, tais como as porcas 35 e parafusos não perfurantes 36 mostrados nas figuras 3A e 3B podem ser usados. A correia de compressão 30 mostrada na figura 2 é preferivelmente feita de metal ou plástico e usada para circundar as bordas tanto da tampa superior 4 quanto das paredes 3. A correia de compressão 30 também pode ser apertada usando-se outro meio de aperto, tal como um fecho para unir as duas extremidades da correia de compressão 30. No entanto, de maneira preferida e conforme mostrado na figura 2, a correia de compressão 30 pode ser apertada por uma porca 35 e um parafuso não perfurante 36. Para facilitar a remoção da correia, a porca 35 e o parafuso não perfurante 36 são espaçados por uma mola compressível 37 que irá auxiliar na separação das extremidades da correia de compressão 30 quando a porca 35 e o parafuso não perfurante 36 forem afrouxados.

[0060] Em um modelo alternativo, a tampa superior 4 e as paredes 3 são fabricadas como uma unidade integral, por meio da qual o componente de energia, tal como o conteúdo do transformador de distribuição 1 é posicionado em cima da tampa inferior 5. Depois disso, a tampa superior 4 e as paredes 3 são posicionadas como uma unidade sobre os componentes de energia elétrica, e a tampa inferior 5 e a borda inferior das paredes 3 são então unidas de maneira similar a várias técnicas de junção mencionadas acima ou como conhecido por pessoas versadas na técnica. Essa alternativa, no entanto, é mais aplicável a modelos que incorporam componentes de energia elétrica mais leves e que são mais manobráveis dentro das paredes do alojamento 3 e/ou que exigem um alojamento do tipo seco.

[0061] Conforme mostrado na figura 1, a tampa superior 4 compreende uma ou mais protuberâncias 11 para prender buchas de alta-tensão 6. As protuberâncias 11 são preferivelmente feitas de forma integral ou unitária com a tampa superior 4. Neste modelo, as buchas de alta-tensão 6 do tipo mostradas na figura 1 podem ser unidas às protuberâncias 11 em uma variedade de formas, o que inclui, mas não limita ao uso de roscas sobre as buchas 6 e roscas complementares sobre a superfície interna de abertura das protuberâncias 11 (não mostrada). Além disso, as buchas de alta-tensão 6 podem ser unidas às protuberâncias 11 por meio de flanges (não mostrados) que podem ser em seguida unidos à superfície superior da protuberância 11 por meio de várias técnicas de fixação conforme previamente descrito.

[0062] De maneira alternativa, as buchas de alta-tensão 6 podem ser feitas de modo integral com a tampa superior 4. De maneira mais específica, as buchas de alta-tensão 6 podem ser dispostas em um molde usado para criar a tampa superior 4. O material do tipo plástico pode ser injetado dentro do molde para tragar uma porção da parte inferior das buchas de alta-tensão 6. Os terminais em ambas as extremidades das buchas de alta-tensão não são cobertos pelo material do tipo plástico. Desse modo, a substituição das buchas de alta-tensão 6 e da tampa superior 4 pode ser concluída trocando-se uma bucha de alta-tensão já instalada e de modo integral formado 6 e a tampa superior 4.

[0063] Para minimizar o potencial de descarga elétrica entre as buchas de alta-tensão 6, as protuberâncias 11 e as buchas de alta- tensão 6 são anguladas para longe uma da outra. As protuberâncias 11 são projetadas de modo integral com a superfície superior da tampa superior 4 para ser fabricada em uma orientação inclinada.

[0064] Sobre a superfície externa das paredes 3, uma ou mais montagens laterais 12 podem ser feitas de modo integral com as paredes 3. As montagens laterais 12 são preferivelmente feitas a partir de um material similar ao das paredes 3. No entanto, dependendo do tamanho e do peso dos componentes dentro do tanque 2, as montagens laterais 12 podem ser feitas ou reforçadas com metal, de preferência contendo um revestimento isolante em torno da superfície externa das montagens laterais 12. Na figura 1, o formato das montagens laterais 12 é de um U invertido, embora seja válido notar que essas montagens laterais 12 podem ser feitas em vários formatos para acomodar a suspensão e o movimento do transformador de distribuição. Por exemplo, as montagens laterais 12 podem adquirir o formato de argolas ou de protuberâncias em forma de T que podem se encaixar com facilidade nos cabos de posicionamento.

[0065] Essas montagens laterais 12 funcionam como um meio de transporte e de instalação do transformador de distribuição 1. Além disso, elas também podem funcionar como um meio de fixação adicional do transformador de distribuição 1 no seu lugar ao servirem como um ponto de fixação de uma linha entre o transformador de distribuição 1 e um poste.

[0066] Além das buchas de alta-tensão 6, a superfície externa das paredes 3 pode acomodar um ou mais terminais de baixa tensão 9 (terminais secundários) a serem conectados com uma linha de energia elétrica de baixa tensão usada para fornecer energia para um consumidor. Os terminais de baixa tensão 9 podem ser posicionados em qualquer local sobre a superfície externa das paredes 3, embora por convenção e em determinadas circunstâncias de conformidade com os padrões de regulamentação regionais, esses terminais de baixa tensão 9 sejam preferivelmente posicionados na frente do tanque do transformador de distribuição 2 e a uma distância suficiente uns dos outros de modo a tornar o acesso a esses terminais de baixa tensão 9 seguro e fácil.

[0067] É válido notar que em uma modalidade da presente invenção, o ponto de conexão dos terminais de baixa tensão 9 com o tanque 2 ocorre por meio de protuberâncias rosqueadas 20. Conforme mostrado nas figuras 4 e 5, as protuberâncias 20 são preferivelmente integrais com as paredes 3 do tanque 2. Nesta presente modalidade, três protuberâncias 20 são posicionadas na porção externa frontal e superior da parede 3. Um condutor 31 é posicionado através da abertura de um parafuso sextavado 8, e em seguida o parafuso sextavado 8 é preso na protuberância rosqueada 20 de modo a formar uma vedação hermética. A vedação entre o parafuso sextavado 8 e a protuberância 20 é aumentada pelo uso de argolas opcionais (não mostradas) entre o parafuso sextavado 8 e a protuberância 20.

[0068] De maneira alternativa, a protuberância 20 pode compreender um soquete dentro da abertura de protuberância 20. O soquete pode ser feito de metal e configurado para acoplar-se com a superfície inferior externa de um terminal de baixa tensão 9 conforme conhecido no campo técnico. A acoplagem da bucha de baixa tensão 9 e da protuberância 20 pode ser do tipo conhecido como plugue e buchas com soquete. As buchas 6 e os terminais de baixa tensão 9 podem ser conectados à tampa superior 4 e às paredes 3 por meio de qualquer uma das técnicas de conexão mencionadas acima, tais como roscas, flanges e plugue e soquetes. Além disso, os terminais de baixa tensão 6 também podem ser moldados dentro das paredes 3 conforme descrito acima com referência às buchas 6 e às protuberâncias 11.

[0069] Suportes de poste 13 (veja a figura 6) são primariamente usados no caso em que o tanque 2 é posicionado em um poste sem uma plataforma de base. Componentes de energia elétrica instalados em plataformas, tais como os transformadores de distribuição 1 podem ser dispostos no chão ou sobre uma plataforma localizada acima do chão que é fixada a um poste. Em tais instalações em plataforma, os suportes de poste 13 não são necessários, embora em vários casos esses suportes de poste 13 sejam usados para prender melhor cargas mais pesadas no poste.

[0070] Na figura 4 é mostrada uma vista secional do transformador de distribuição 1 da figura 1 ao longo da linha de referência A-A de 90 graus. A seção exposta do transformador de distribuição 1 mostra os enrolamentos 22 e o núcleo 21 do transformador de distribuição 1. Além disso, a figura 4 mostra uma vista lateral de um receptáculo de montagem 14 sobre a superfície interna das paredes 3. Conforme será detalhado posteriormente, um receptáculo de montagem 14 é usado como um meio de posicionamento e fixação para a instalação do núcleo 21 e dos enrolamentos 22 do transformador de distribuição 1, bem como de outros componentes de energia elétrica. De maneira alternativa e dependendo do equipamento a ser instalado no tanque 2, um ou mais receptáculos de montagem 14 podem ser usados para posicionar e fixar os componentes de energia elétrica. Além disso, o receptáculo de montagem 14 pode ser usado como um guia para instalar uma proteção eletromagnética 18. Os detalhes do receptáculo de montagem e do(s) plugue(s) correspondente(s) 15 serão discutidos abaixo.

[0071] A figura 6 é uma vista traseira do transformador de distribuição 1 com suportes de poste 13 montados sobre a tira de suporte 7. A tira de suporte 7, na modalidade mostrada na figura 6, é configurada em formato de L para prover resistência estrutural e suporte para o tanque 2. A tira de suporte 7 pode ser feita a partir de vários materiais, contanto que eles possam prover a resistência estrutural necessária para suportar o peso do alojamento, dos fluidos dielétricos, bem como dos componentes internos e externos fixados no mesmo.

[0072] Em uma modalidade preferida, a tira de suporte 7 é feita de preferência a partir de um metal, tal como aço e revestida com uma camada isolante, tal como de silicone, plástico ou resina. O revestimento serve para impedir a tira de suporte 7 de conduzir uma corrente e para proteger a tira de suporte 7 do ambiente. De maneira alternativa e se o peso dos componentes a ser incluído no tanque 2 não for excessivo, a tira de suporte 7 pode ser feita de um material não condutivo, não corrosivo e não magnético, tais como os polímeros mencionados acima em relação à composição do tanque 2. Se a tira de suporte 7 for feita do mesmo material que o tanque 2, é preferível que a tira de suporte 7 seja integral com o tanque 2.

[0073] A tira de suporte 7 pode ser instalada inserindo-se a extremidade de um apoio vertical 23 dentro de uma fenda 26 de uma trava traseira 27. A trava traseira 27 pode ser feita de metal ou de qualquer outro material capaz de fixar a extremidade do apoio vertical 23. Na figura 6, a extremidade do apoio vertical 23 pode ser presa na trava traseira 27 por uma miríade de meios de fixação, tais como parafusos, plugues, porcas, parafusos não perfurantes, pinos, rebites etc. De maneira preferida, a trava traseira 27 pode ser feita do mesmo material que as paredes 3 e ser fabricada como parte integral da parede 3 e da tampa inferior 5.

[0074] Do mesmo modo, o apoio horizontal 24 da tira de suporte 7 pode ser preso na tampa inferior 5 usando-se qualquer um dos meios de fixação mencionados acima. De maneira alternativa, a tampa inferior 5 pode incluir uma projeção de tampa inferior 28 que entra em um orifício 32 ou abertura do apoio horizontal 24 da tira de suporte 7. A projeção da tampa inferior 28 é preferivelmente encaixada no orifício 32 do apoio horizontal 24 por meio de fricção. Se outras tiras de suporte 7 forem usadas, pode ser necessário que o comprimento de projeção da tampa inferior 28 seja aumentado para acomodar as tiras de suporte adicionais 7.

[0075] Em uma modalidade alternativa, o tanque 2 pode ser suportado por mais de uma tira de suporte 7, posicionada em torno da circunferência da tampa inferior 5. Por exemplo, uma segunda tira de suporte 7 pode ser posicionada em 90 graus à esquerda ou à direita da tira de suporte 7 mostrada na figura 3. A adição de outras tiras de suporte 7 aumenta a resistência estrutural do alojamento durante a fixação do alojamento e componentes de energia elétrica internos em seus lugares. Travas traseiras 27 correspondentes devem ser adicionadas à superfície externa das paredes 3 para cada tira de suporte 7 extra que for usada.

[0076] A figura 7 é uma vista lateral do transformador de distribuição 1 da figura 1. A figura 8 é uma vista transversal da figura 7 ao longo do plano de referência C-C sem os componentes de energia elétrica. O receptáculo de montagem 14 e o plugue 15 são mostrados nas paredes esquerda e direita 3. A parede central 3 compreende um receptáculo de montagem 14 sem o plugue associado 15 para a melhor visualização do canal 16 e das elevações 29.

[0077] A figura 9 mostra uma vista transversal superior do transformador de distribuição 1 da figura 7 ao longo do plano de referência B-B. São mostrados o núcleo 21 e os enrolamentos 22 do transformador de distribuição 1, bem como o uso de três (3) receptáculos de montagem 14 e de plugues 15 (14a-c, 15a-c nas figuras 10-12) para posicionar e prender os componentes de energia elétrica do transformador de distribuição 1 no lugar. Para fins de ilustração, cada um dos três (3) receptáculos de montagem 14a-c e plugues 15a-c é configurado com um modelo geométrico diferente - embora modelos geométricos similares ou diferentes possam ser usados para prender os componentes de energia elétrica dentro do tanque 2.

[0078] O receptáculo de montagem 14 e o plugue 15 exercem duas funções primárias. Durante um método preferido de instalação dos componentes de energia elétrica, os componentes de energia elétrica já estão contidos pela tampa inferior 5 e pelas paredes 3. Depois disso, o(s) plugue(s) 15 são inseridos dentro de um ou mais canais 16 e abaixados até que os lados longitudinais dos plugues 15 contatem ou quase contatem os componentes de energia elétrica. Nessas circunstâncias, os componentes de energia elétrica são impedidos de se mover ou se movem muito pouco. Dependendo da folga ou espaçamento disponível entre os canais 16 e os componentes de energia elétrica, os plugues 15 podem ser inseridos com esforço mínimo ou com pouca força aplicada. Em alguns casos, os plugues podem ser martelados para garantir um ajuste apertado. De tal modo, o(s) plugue(s) 15 e o(s) receptáculo(s) de montagem 14 servem para prender de maneira adequada os componentes de energia elétrica dentro do alojamento do transformador de distribuição.

[0079] De maneira alternativa, os plugues 15 podem ser fixados aos componentes de energia elétrica antes de sua instalação dentro do tanque 2. Os plugues 15 são posicionados ao longo da superfície externa dos componentes de energia elétrica e podem ser fixados às armações ou estruturas de sustentação dos componentes de energia elétrica. De tal modo, os receptáculos de montagem 14 e os plugues 15 não servem apenas como um meio para prender os componentes de energia elétrica, mas também, como um meio para guiar a instalação do equipamento de energia dentro das paredes 3 e da tampa inferior 5. Os plugues 15 são posicionados dentro de canais correspondentes 16 e abaixados. Assim que são instalados, o receptáculo de montagem 14 e o plugue 15 servem para travar tais componentes de energia elétrica no lugar e minimizar ou impedir seu movimento. Como resultado, tal arranjo tende a minimizar ou impedir o risco potencial de os componentes de energia elétrica ativos entrarem em contato um com o outro.

[0080] Modalidades do receptáculo de montagem 14 e dos pares de plugues 15 são mostradas nas figuras 10-12. O plugue 15 e seu receptáculo de montagem correspondente 14 são configurados para acoplarem-se de maneira preferida por terem contornos complementares para que o formato do plugue 15 se encaixe dentro da superfície do canal 16. Conforme mostrado nas figuras 9-14, o canal 16 é criado entre duas seções elevadas ou elevações 29 a partir da superfície interna das paredes 3. De maneira preferida, as duas elevações 29 são feitas a partir do mesmo material e são integrais com a superfície interna das paredes 3. Sendo assim, um ou mais receptáculos de montagem 14 podem ser usados dentro de cada tanque 2.

[0081] Complementar ao receptáculo de montagem 14, é um plugue de acoplagem correspondente 15. O plugue 15 pode ter vários formatos dependendo da função desejada, (veja as figuras 10-12 e as figuras 1517). O plugue 15 é preferivelmente configurado na forma de uma ripa vertical que pode acoplar-se às paredes de canal 16, embora o plugue 15 também possa ser configurado na forma de um pente no qual um ou mais dentes 33 podem ser usados para acoplagem com o canal 16 do receptáculo de montagem 14, (veja as figuras 20 e 21). De maneira preferida, o plugue 15 é feito a partir de um material não corrosivo, não condutivo e não magnético, por exemplo, vários polímeros bem conhecidos, tais como plásticos e resinas que são relativamente leves e possuem uma resistência estrutural considerável.

[0082] O plugue 15 é, em uma modalidade alternativa, conectado ao enrolamento 22, ao núcleo 21 ou a outro componente de energia por meio de sua fixação a uma armação, mandril ou estrutura de sustentação fixada aos componentes de energia elétrica ou a algum outro dispositivo capaz de suportar e conectar o plugue 15 às armações ou estruturas de sustentação dos componentes de energia elétrica do transformador de distribuição 1. Como consequência, os plugues 15 pré-fixados aos componentes de energia elétrica podem funcionar não apenas como um meio de fixação, mas também como um meio para guiar o posicionamento ou instalação dos componentes de energia elétrica no tanque 2.

[0083] Para prender os componentes de energia elétrica no lugar, a superfície externa do plugue 15 deve corresponder substancialmente à superfície interna de acoplagem do canal 16 entre as elevações 29 de modo a criar um encaixe por travamento entre o plugue 15 e o receptáculo de montagem 14. Conforme mostrado nas figuras 10-12, o plugue 15 e o canal 16 podem ter formas complementares, tais como uma configuração com extremidade em "T" (15c, figura 12) ou extremidade circular (15a, figura 10) ou extremidade reta (15b, figura 11). É válido observar, no entanto, que o formato geométrico do plugue 15 e do canal 16 não se limita aos formatos específicos mostrados aqui, pois qualquer formato capaz de criar um encaixe complementar entre o plugue 15 e o canal 16 pode ser usado. Nas figuras 15-17 são mostradas as versões de ripa tridimensional dos plugues 15 mostrados nas figuras 11-12.

[0084] A figura 18 mostra uma vista lateral do receptáculo de montagem 14 sem um plugue correspondente 15. Os plugues 15, conforme mostrados nas figuras 19-21, possuem configurações variadas em relação às geometrias já mostradas na figura 9 e nas figuras 10-12. Embora o formato de ripa de plugue 15 na figura 19 seja uma configuração preferida, o plugue 15 pode incorporar de maneira alternativa o uso de projeções ou dentes 33 (figuras 20-21) para acoplar- se com um canal 16 de formato complementar. Os dentes 33 das figuras 20-21 podem incorporar a configuração de extremidade em T, circular ou reta dos plugues em forma de ripa 15 das figuras 15-17 ou qualquer outra configuração de extremidade.

[0085] De maneira alternativa, conforme mostrado na figura 22 e dependendo da espessura das paredes 3, o receptáculo de montagem 14 pode ser feito por meio da criação de um canal 16 abaixo da superfície interna das paredes 3, removendo-se o material do canal depois da fabricação ou modelando-se as paredes 3 com um canal 16 criado abaixo da superfície interna das paredes 3 durante o processo de fabricação.

[0086] Na figura 27 é mostrada uma vista explodida das paredes 3 e uma barreira ou proteção inserível 18. A proteção 18 é usada para manter ou minimizar o campo eletromagnético ("EMF") fora do tanque 2. Para obter tal preservação do EMF, a proteção 18 pode ser composta por substâncias metálicas com um alto grau de permeabilidade, tais como níquel, ferro, cobre, cromo, molibdênio, ouro, alumínio, aço, aço- silício ou qualquer combinação dos mesmos. Por exemplo, um material de proteção conhecido é o uso de chapas de mu-metal sozinhas ou em combinação com outros materiais. Mu-metal é uma liga magnética e macia feita de níquel-ferro com uma permeabilidade muito alta e que é bem conhecida por sua capacidade de proteger equipamentos eletrônicos contra campos magnéticos estáticos ou de baixa frequência.

[0087] A proteção 18 na figura 23 pode ser feita a partir de um material com tamanha permeabilidade, tal como mu-metal sozinho ou em combinação com outros materiais capazes de prover a resistência estrutural necessária para que a proteção 18 seja inserida dentro do tanque 2 durante o processo de fabricação. Uma única estrutura de proteção sólida 18 pode ser inserida dentro das paredes 3. O canal 16 é preferivelmente integral com a superfície interna das paredes 3 e formado a partir de um par de elevações 29 localizadas acima da superfície das paredes internas 3.

[0088] Em outra modalidade e conforme mostrado na figura 25, uma fina chapa ou camada de material altamente permeável, tal como mumetal, pode ser aplicada e unida ou fundida à superfície interna das paredes 3. Ela pode ter a forma de uma folha, uma rede metálica, fios de metal ou outro material condutivo capaz de proteger o ambiente fora do tanque. Por outro lado e conforme mostrado na figura 26, o material altamente permeável pode ser aplicado à superfície externa de um molde 34 na forma da proteção 18 feita de um material não corrosivo, não condutivo, não magnético. Na verdade, a proteção 18 teria uma configuração com duas camadas, conforme mostrado na figura 26, na qual um molde 34 é usado como uma base para a aplicação de uma camada de material altamente permeável, tal como mu-metal. O molde 34 pode ser de plástico ou de outro material desejável, e serve como suporte estrutural para o material permeável incapaz de prover a resistência estrutural necessária para ser encaixado dentro do tanque 2. De um modo similar, a proteção 18 pode ser posicionada sobre a superfície interna do molde 34, conforme mostrado na figura 24.

[0089] A proteção 18 na figura 27 pode ser feita de várias maneiras e deve ser substancialmente congruente com o formato interno do tanque 2. A proteção 18 pode ter um ou mais fendas 19 como um meio de montagem da proteção 18 na superfície interna do tanque 2. A proteção 18 pode ser abaixada dentro do tanque 2 com suas fendas correspondentes 19 sendo posicionadas de modo a amplo o bastante para acomodar o perímetro do receptáculo de montagem 14. Em uma modalidade preferida, as fendas 19 possuem um perímetro complementar ao perímetro externo do receptáculo de montagem 14.

[0090] Em uma modalidade preferida da invenção, a proteção 18 é preferivelmente composta por fendas 19 que correspondem ao número de receptáculos de montagem 14. Na modalidade mostrada na figura 8, três (3) receptáculos de montagem 14 e pares de plugues 15 são mostrados. Na figura 27, no entanto, o tanque 2 é configurado como um alojamento com oito (8) lados ou paredes, com apenas 6 receptáculos de montagem 14 e pares de plugues 15. Dois dos lados ou paredes 3 não incluem um receptáculo de montagem 14 e pares de plugues 15. A seleção do número de receptáculos de montagem 14 e pares de plugues 15 é uma questão de escolha do modelo e baseia-se no tipo de componentes dielétricos e de energia elétrica a serem alojados. Em determinados casos, um receptáculo de montagem 14 e um par de plugues 15 podem ser usados para cada segmento disponível das paredes do alojamento 3. Em alguns casos, o espaço não utilizado nas paredes, conforme mostrado na figura 15, pode receber a instalação de receptáculos de montagem 14 e pares de plugues 15 adicionais. Cada par adicional pode ser usado para prender e instalar outros componentes de energia elétrica que são periféricos em relação aos componentes de energia elétrica principais, tais como núcleo e enrolamentos.

[0091] A presente invenção provê, para uma pessoa versada na técnica, uma descrição adequada de várias modalidades e/ou invenções. Algumas dessas modalidades e/ou invenções podem não ser reivindicadas no presente pedido de patente, mas podem ser reivindicadas em um ou mais pedidos de patente subsequentes que reivindiquem o benefício de prioridade do presente pedido de patente.

[0092] A descrição supracitada detalha apenas algumas modalidades exemplares da invenção. Portanto, pessoas versadas na técnica serão capazes de conceber modificações nas modalidades descritas acima sem desvio do escopo da invenção. Por exemplo, embora os exemplos discutidos acima sejam ilustrados para o mercado de transmissão e distribuição de energia elétrica, as modalidades da invenção também podem ser implementadas em outros mercados.

[0093] Como resultado, embora a presente invenção tenha sido descrita em conexão com modalidades exemplares da mesma, é válido observar que outras modalidades podem se abrangidas pelo espírito e escopo da invenção, conforme definidos pelas reivindicações a seguir.

Claims (4)

1. Tanque (2) para alojar componentes de energia elétrica caracterizado pelo fato de que compreende: um alojamento polimérico integral que possui uma tampa inferior (5) e uma parede (3); um receptáculo de montagem (14) conectado de modo integral à parede (3), o receptáculo de montagem (14) que possui um canal (16) formado abaixo de uma superfície interna da parede (3); um plugue inserível (15) configurado para acoplar com o canal (16), em que um comprimento axial do plugue inserível (15) se estende para longe da superfície interna da parede (3) do alojamento polimérico integral e além do receptáculo de montagem (14) para fornecer uma relação espaçada entre a parede do alojamento polimérico integral e uma superfície externa correspondente do componente de energia elétrica; uma tampa superior (4) conectada ao alojamento; e uma proteção (18) permeável configurada para ser inserível com o alojamento, em que a proteção permeável compreende uma abertura configurada para permitir ao plugue acoplar-se com o canal do receptáculo de montagem.

2. Tanque (2) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o canal (16) do receptáculo de montagem (14) é moldado em um formato complementar a uma extremidade do plugue (15).

3. Tanque (2) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o canal (16) do receptáculo de montagem (14) é formado pela remoção de material da superfície interna da parede (3).

4. Tanque (2) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proteção (18) é composta por um molde polimérico conectado a uma camada de material permeável.