BR112020024709A2

BR112020024709A2 - Conjuntos de bobinas blindadas e métodos para transformadores do tipo seco

Info

Publication number: BR112020024709A2
Application number: BR112020024709-0A
Authority: BR
Inventors: Haoning Liang; Martin Alsina Navarro; Andre Luiz Moreno; Ming Zhang; Yong Guo
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft; Hainan Jinpan Smart Technology Co. Ltd
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2021-03-30
Also published as: CA3102648A1; EP3791413A1; BR112020024709A8; CN113056800A; EP3791413A4; US20210151246A1; US11972893B2; CA3102648C; WO2019232763A1; EP3791413B1

Abstract

a presente invenção refere-se a um conjunto de bobina blindada (106,108,110) e um transformador do tipo seco (100) formado usando o conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), compreendendo uma bobina (114) tendo uma superfície externa (202, 218a, 220a ), uma superfície interna (204, 218b, 220b), uma superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e uma superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) e um primeiro material isolante (216) formado sobre a superfície externa (202, 218a, 220a), superfície interna (204, 218b, 220b), superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114); e uma blindagem condutora (210) que compreende uma tinta condutora aplicada ao longo do primeiro material isolante (216) de modo que a tinta condutora se estenda ao longo de pelo menos uma porção de cada uma da superfície externa (202, 218a, 220a), superfície interna (204, 218b, 220b), superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTOS DE BOBINA BLINDADA, TRANSFORMADORES DO

TIPO SECO E MÉTODOS DE FORMAÇÃO DE UM CONJUNTO DE BOBINA". CAMPO TÉCNICO

[001] O presente pedido refere-se a transformadores usados para distribuição de energia elétrica e, mais particularmente, a blindagem para bobinas em transformadores do tipo seco.

ANTECEDENTES

[002] Transformadores são usados para aumentar ou diminuir os níveis de tensão durante a distribuição de energia elétrica. Para transmitir energia elétrica a uma longa distância, um transformador pode ser usado para aumentar a tensão e reduzir a corrente da energia que está sendo transmitida. Os níveis de corrente reduzidos reduzem as perdas resistivas dos cabos elétricos usados para transmitir essa energia. Quando a energia está para ser consumida, um transformador pode ser usado para reduzir o nível de tensão e aumentar a corrente da energia para um nível especificado pelo usuário final.

[003] Um tipo de transformador que pode ser usado é um transformador submersível do tipo seco, conforme descrito, por exemplo, na Patente U.S. Nº 8.614.614. Esses transformadores podem ser usados no subsolo, em cidades, etc., e podem ser projetados para resistir a ambientes hostis que podem expor os transformadores à umidade, água, poluição e similares. Aparelhos, conjuntos e métodos aprimorados para submersíveis e outros transformadores do tipo seco são desejados.

SUMÁRIO

[004] Em algumas modalidades, é fornecido um conjunto de bobina blindada que inclui (1) uma bobina tendo uma superfície externa,

uma superfície interna, uma superfície de extremidade superior e uma superfície de extremidade inferior e um primeiro material isolante formado sobre a superfície externa, superfície interna, superfície da extremidade superior e superfície da extremidade inferior da bobina; e (2) uma blindagem condutora que compreende uma tinta condutora aplicada ao longo do primeiro material isolante de modo que a tinta condutora se estenda ao longo de pelo menos uma porção de cada superfície externa, superfície interna, superfície de extremidade superior e superfície de extremidade inferior da bobina. Em uma ou mais modalidades, um transformador do tipo seco pode ser formado usando o conjunto de bobina blindada.

[005] Em algumas modalidades, é fornecido um conjunto de bobina blindada que inclui (1) uma bobina tendo uma superfície externa, uma superfície interna, uma superfície de extremidade superior e uma superfície de extremidade inferior e um primeiro material isolante formado sobre a superfície externa, superfície interna, superior superfície final e superfície final inferior da bobina; e (2) uma blindagem condutora tendo (a) uma malha condutora aplicada ao longo do primeiro material isolante de modo que a malha condutora se estenda ao longo de pelo menos uma porção da superfície externa, superfície interna, superfície de extremidade superior e superfície de extremidade inferior da bobina ; e uma tinta semicondutora formada sobre a malha condutora. A malha condutora e a tinta semicondutora formam uma estrutura composta ao longo de pelo menos uma porção de cada superfície externa, a superfície interna, a superfície da extremidade superior e a superfície da extremidade inferior da bobina. Em uma ou mais modalidades, um transformador do tipo seco pode ser formado usando o conjunto de bobina blindada.

[006] Em algumas modalidades, um método de formação de um conjunto de bobina é proporcionado que inclui (1) fornecimento de uma bobina tendo uma superfície externa, uma superfície interna, uma superfície de extremidade superior e uma superfície da extremidade inferior; (2) envolvimento da bobina em um primeiro material isolante; e (3) formação de uma blindagem condutora sobre a bobina aplicando uma tinta condutora de modo que a tinta condutora se estenda ao longo de pelo menos uma porção de cada superfície externa, superfície interna, superfície de extremidade superior e superfície de extremidade inferior da bobina.

[007] Em algumas modalidades, um método para formação de um conjunto de bobina é fornecido que inclui (1) fornecimento de uma bobina tendo uma superfície externa, uma superfície interna, uma superfície de extremidade superior e uma superfície de extremidade inferior; (2) envolvimento da bobina em um primeiro material isolante; e (3) formação de uma blindagem condutora sobre a bobina (a) aplicando uma malha condutora ao longo do primeiro material isolante de modo que a malha condutora se estenda ao longo de pelo menos uma porção da superfície externa, superfície interna, superfície de extremidade superior e superfície de extremidade inferior da bobina; e (b) aplicando uma tinta semicondutora sobre a malha condutora de modo que a malha condutora e a tinta semicondutora formem uma estrutura composta ao longo de pelo menos uma porção de cada superfície externa, superfície interna, superfície de extremidade superior e superfície de extremidade inferior da bobina.

[008] Ainda outros aspectos, características e vantagens desta divulgação podem ser prontamente evidentes a partir da descrição detalhada seguinte ilustrada por uma série de modalidades e implementações de exemplo. Esta divulgação também pode ser capaz de outras e diferentes modalidades e seus vários detalhes podem ser modificados em vários aspectos. Consequentemente, os desenhos e descrições devem ser considerados como ilustrativos por natureza e não como restritivos. Os desenhos não são necessariamente desenhados em escala.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] A Figura IA ilustra uma vista de plano frontal de um transformador submersível tipo seco de acordo com as modalidades fornecidas neste documento.

[0010] A Figura 1B ilustra uma vista em perspectiva de um conjunto de bobina de acordo com as modalidades fornecidas neste documento.

[0011] A Figura 2A ilustra uma vista em perspectiva de uma bobina externa de alta tensão de acordo com as modalidades fornecidas neste documento.

[0012] A Figura 2B ilustra uma vista em perspectiva de um enrolamento que pode fazer parte de uma bobina externa de alta tensão de acordo com as modalidades fornecidas neste documento.

[0013] A Figura 2C ilustra uma vista em perspectiva do enrolamento da Figura 2B tendo um primeiro material isolante formado ao longo do enrolamento de acordo com as modalidades fornecidas neste documento.

[0014] As Figuras 2D e 2E ilustram uma vista em perspectiva do lado superior e do lado inferior, respectivamente, do enrolamento da Figura 2C tendo uma blindagem condutiva formada sobre o primeiro material isolante do enrolamento de acordo com as modalidades fornecidas neste documento.

[0015] A Figura 3A ilustra uma vista lateral em seção transversal parcial de uma bobina com uma modalidade de exemplo de uma blindagem condutora fornecida neste documento.

[0016] A Figura 3B ilustra uma vista lateral em seção transversal parcial de uma bobina com uma modalidade de exemplo alternativa de uma blindagem condutora fornecida neste documento.

[0017] A Figura 3C ilustra uma vista lateral em seção transversal parcial de uma bobina com outra modalidade de exemplo alternativa de uma blindagem condutora fornecida neste documento.

[0018] A Figura 4 ilustra um fluxograma de um método de fabricação de uma bobina externa de alta tensão de acordo com as modalidades fornecidas neste documento.

[0019] A Figura 5A ilustra uma vista lateral em seção transversal parcial de uma porção da blindagem condutora da Figura 3A em que a blindagem condutiva se sobrepõe de acordo com as modalidades fornecidas neste documento.

[0020] A Figura 5B ilustra uma vista lateral em seção transversal parcial de uma porção da blindagem condutora da Figura 3B em que a blindagem condutiva se sobrepõe de acordo com as modalidades fornecidas neste documento.

[0021] A Figura 5C ilustra uma vista lateral em seção transversal parcial de uma porção da blindagem condutora da Figura 3C em que a blindagem condutora se sobrepõe de acordo com as modalidades fornecidas neste documento.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0022] Como mencionado acima, um transformador submersível do tipo seco pode ser usado no subsolo e/ou em outros ambientes agressivos que podem expor o transformador à água, umidade, poluentes, etc. Quando um transformador é exposto a umidade, ou a ambientes de outra forma hostis, o transformador pode ser suscetível à corrosão. Para uma operação adequada, bem como considerações de segurança, tal transformador deve ser aterrado para evitar a transmissão de tensões elétricas perigosas para o ambiente circundante e/ou para o pessoal nas proximidades do transformador. Isso é particularmente importante quando o transformador está submerso.

[0023] De acordo com uma ou mais modalidades aqui descritas, conjuntos de bobinas blindadas são fornecidos para uso em transformadores do tipo seco, assim como métodos para formar tais conjuntos de bobinas blindadas. Os conjuntos de bobinas blindadas têm uma blindagem que pode ser aterrada de forma que os transformadores que usam os conjuntos de bobinas blindadas fiquem livres de carga estática e/ou não tenham níveis de tensão perigosos nas superfícies externas dos transformadores. A blindagem pode ser incorporada em uma camada protetora, como uma resina epóxi, de modo que a blindagem não corroa se os transformadores que usam os conjuntos de bobinas blindadas forem expostos a um ambiente úmido ou corrosivo.

[0024] Em algumas modalidades, um conjunto de bobina blindada pode incluir uma bobina interna e uma bobina externa, com blindagem fornecida para, pelo menos, a bobina externa do conjunto de bobina blindada. Por exemplo, a bobina externa pode ter uma superfície externa, uma superfície interna, uma superfície de extremidade superior e uma superfície de extremidade inferior tendo um material isolante, tal como uma resina epóxi, formada na mesma (por exemplo, em todas as superfícies). Uma blindagem condutora incluindo uma tinta condutora pode ser aplicada à bobina externa isolada e se estender ao longo de pelo menos uma porção de cada uma dentre a superfície externa, superfície interna, superfície de extremidade superior e superfície de extremidade inferior da bobina externa. Para evitar a formação de corrente de circuito, uma folga na tinta condutora pode ser fornecida em algumas modalidades. Um condutor ou cabo de aterramento pode ser acoplado à blindagem condutora e a blindagem condutora pode ser incorporada em outro material isolante (por exemplo, uma resina epóxi). Em uma ou mais modalidades, uma tinta semicondutora pode ser fornecida sob a tinta condutora. Por exemplo, em algumas modalidades, toda a bobina externa isolada pode ser revestida com uma tinta semicondutora antes da formação da camada de tinta condutora. Em tais modalidades, a tinta condutora pode ser formada como uma camada contínua (por exemplo, com exceção de uma região de folga usada para reduzir/evitar correntes de circuito), ou a tinta condutora pode ser fornecida em apenas algumas regiões (por exemplo, por tiras de pintura ou um padrão de grade com a tinta condutora). Numerosas outras modalidades são fornecidas. Um transformador de tipo seco pode ser formado usando o conjunto de bobina blindada em algumas modalidades.

[0025] De acordo com outras modalidades, a blindagem condutora pode ser formada envolvendo uma bobina externa isolada com malha condutora e aplicando uma tinta semicondutora sobre (e/ou entre) a malha condutora. Por exemplo, a malha condutora pode ser aplicada ao longo da bobina externa isolada de modo que a malha condutora se estenda ao longo de pelo menos uma porção da superfície externa, da superfície interna, da superfície da extremidade superior e da superfície da extremidade inferior da bobina externa. Uma região de folga pode ser formada na malha condutora para reduzir/prevenir correntes de circuito. A tinta semicondutora pode ajudar a manter a malha condutora no lugar durante o processamento subsequente (por exemplo, durante o encapsulamento da bobina externa em um segundo material isolante, como uma resina epóxi). Como a tinta semicondutora pode ser aplicada sobre a malha condutora, bem como em quaisquer aberturas na malha condutora, a malha condutora e a tinta semicondutora podem formar uma estrutura composta ao longo de pelo menos uma porção de cada superfície externa, superfície interna, superfície de extremidade superior e superfície de extremidade inferior da bobina externa. Um condutor ou cabo de aterramento pode ser acoplado à blindagem condutora. Em uma ou mais modalidades, um transformador do tipo seco pode ser formado usando o conjunto de bobina blindada.

[0026] A Figura IA é uma vista em plano frontal de um transformador do tipo seco 100 de acordo com as modalidades fornecidas neste documento. O transformador tipo seco 100 mostrado é um transformador trifásico, mas em outras modalidades, transformadores com um número diferente de fases podem ser usados (por exemplo, um, dois, quatro, cinco, etc.). "Transformador do tipo seco", como aqui utilizado, significa um transformador que inclui bobinas de alta e baixa tensão que não estão submersas em um banho de óleo ou outro fluido similar contido dentro de um invólucro. Tais transformadores de tipo seco 100 têm vantagens significativas, em que eles não utilizam óleo e podem funcionar mais resfriados por meio de resfriamento por ar ou água (quando submersos).

[0027] A título de exemplo, o transformador de tipo seco 100 pode incluir um conjunto de núcleo 102 (mostrado em sombreado) montado entre uma porção de quadro superior 104U e porção de quadro inferior 104L. Em uma ou mais modalidades, folhas isolantes (não mostradas) podem ser fornecidas para isolar os lados do conjunto de núcleo 102 das respectivas armações superiores e inferiores 104U, 104L, enquanto em outras modalidades tais folhas isolantes (não mostradas) podem não ser usadas. Em algumas modalidades, o conjunto de núcleo 102 pode ser formado a partir de múltiplas laminações de um material magnético. Os materiais magnéticos de exemplo incluem ferro, aço, aço amorfo ou outros metais amorfos magneticamente permeáveis, liga de aço-silício, ferro carbonila, cerâmicas de ferrita e/ou combinações dos materiais acima ou similares. Em algumas modalidades, materiais metálicos ferromagnéticos laminados com alto teor de cobalto podem ser usados. Outros materiais magnéticos adequados podem ser usados.

[0028] Como mostrado, o conjunto de núcleo 102 pode incluir várias peças interconectadas e pode incluir colunas ou regiões de núcleo verticais 102L, 102C e 102R (cada uma mostrada em sombreado). As colunas de núcleo verticais 102L, 102C e 102R podem ser montadas com membros de núcleo superior e inferior 102T, 102B (mostrado em sombreado). A construção pode incluir etapas entre os respectivos componentes do conjunto de núcleo 102. A construção do conjunto de núcleo 102 pode ser conforme mostrado na Patente U.S. Nº 8.212.645, por exemplo. Outras configurações do conjunto de núcleo 102 podem ser usadas. Em algumas modalidades, dentro do transformador 100, cada coluna de núcleo 102L, 102C e 102R pode ser cercada por um conjunto de bobina, a saber, conjuntos de bobinas 106, 108, 110.

[0029] A Figura 1B ilustra uma vista em perspectiva do conjunto de bobina 106. O conjunto de bobina 106 é mostrado e descrito aqui a título de exemplo, e os conjuntos de bobina 108, 110 podem ser idênticos ou substancialmente idênticos aos mesmos. O conjunto de bobina 106 inclui uma bobina interna de baixa tensão 112 e uma bobina externa de alta tensão 114, que pode ser concêntrica com a bobina interna de baixa tensão 112. A bobina interna de baixa tensão 112 pode ser eletricamente isolada do conjunto de núcleo 102 e também da bobina externa de alta tensão 114. Por exemplo, a bobina interna de baixa tensão 112 pode ser envolvida por um material isolante, tal como uma resina moldada. Da mesma forma, a bobina externa de alta tensão 114 pode incluir um material isolante de múltiplos estágios (por exemplo, resina) fornecido em vários processos de moldagem sequencial, como será totalmente descrito neste documento. Os materiais isolantes de exemplo podem incluir qualquer isolamento sólido adequado, como um epóxi, poliuretano, poliéster, silicone e similares.

[0030] Com referência novamente à Figura 1A, os conjuntos de bobina 106, 108, 110 e o conjunto de núcleo 102 podem ser separados por folhas isolantes 116A-116F e outras (não mostradas), conforme descrito na Patente U.S. Nº 8.614.614 intitulada "Submersible Dry Transformer". As folhas isolantes 116A-116F operam coletivamente para vedar o plano das aberturas de núcleo ou "janelas" entre as colunas de núcleo 102L, 102C e 102R do conjunto de núcleo 102. A vedação das janelas de núcleo bloqueia a passagem de um líquido e a formação de espirais condutoras em torno de colunas de núcleo 102L, 102C e 120R, se o conjunto de núcleo 102 estiver submerso em um líquido, conforme descrito em US 8.614.614. As folhas de isolamento 116A-116F podem ser de qualquer material de isolamento adequado, como uma resina com fibras de vidro.

[0031] Cada um dos conjuntos de bobina 106, 108, 110 do transformador 100 pode ser fornecido com terminais de alta tensão 118 que, em uma modalidade, podem ser posicionados em uma parte frontal superior dos respectivos conjuntos de bobina 106, 108, 110. Terminais de baixa tensão 119 da bobina interna de baixa tensão 112 (Figura 1B) podem ser fornecidos em um lado traseiro dos conjuntos de bobina 106, 108, 110 ou algum outro local adequado. Por exemplo, como mostrado na Figura 1B, os terminais de alta tensão 118 podem estar localizados na parte frontal superior de uma extensão frontal colunar 126E da bobina externa de alta tensão 114 e os terminais de baixa tensão 119 podem estar localizados em uma parte traseira da bobina interna de baixa tensão 112. No entanto, os terminais de alta tensão 118 e os terminais de baixa tensão 119 podem estar localizados em outro lugar. Os terminais de alta tensão 118 fornecem conexões de energia elétrica para as bobinas externas de alta tensão 114 dos respectivos conjuntos de bobinas 106, 108, 110. Conectores (não mostrados), tais como conectores de plug-in selados, podem ser fornecidos para facilitar a conexão selada de terminais de alta tensão 118 para cabos elétricos (não mostrados). As conexões Delta ou Wye (não mostradas) ou similares podem ser feitas com terminais de baixa tensão 119. Outras conexões seladas adequadas são possíveis.

[0032] O transformador 100 também pode incluir conexões delta 120A, 120B e 120C (Figura 1A) entre as respectivas bobinas externas de alta tensão 114 dos conjuntos de bobinas 106, 108, 110. As conexões delta 120A, 120B, 120C podem compreender cabos blindados, por exemplo. Cada uma das conexões delta 120A, 120B, 120C pode ser feita em um terminal superior 122 e um terminal inferior 124 da bobina externa de alta tensão 114 de cada um dos conjuntos de bobina 106, 108, 110, como mostrado. As conexões elétricas podem ser conexões vedadas em algumas modalidades. O terminal superior 122 e o terminal inferior 124 podem se estender horizontalmente (como mostrado na Figura 1B) a partir da extensão frontal colunar 126E da bobina externa de alta tensão 114. Por exemplo, o terminal superior 122 e o terminal inferior 124 podem se estender para fora de uma face frontal 126F da extensão frontal colunar 126E em algumas modalidades.

[0033] Um conjunto de comutador 132 pode ser incluído em cada uma das bobinas externas de alta tensão 114. Por exemplo, o conjunto de comutador 132 pode ser fornecido como uma extensão de uma frente da bobina externa de alta tensão 114. Mais particularmente, o conjunto de comutador 132 pode ser, como mostrado na Figura 1B, uma extensão da extensão frontal colunar 126E, e pode ser de forma cônica em algumas modalidades.

[0034] A bobina externa de alta tensão 114 de cada um dos conjuntos de bobina 106, 108, 110 pode incluir um terminal de aterramento 128. Os condutores de aterramento 129 (Figura 1A), como cabos trançados, podem se conectar entre os respectivos terminais de aterramento 128 das bobinas externas de alta tensão 114 e a estrutura inferior 104L, por exemplo. Uma cinta de aterramento comum 130 pode ser fixada à estrutura inferior 104L e pode fornecer um aterramento. A bobina externa de alta tensão 114 em cada um dos conjuntos de bobinas 106, 108, 110 inclui uma blindagem condutora a ser totalmente descrita neste documento.

[0035] A Figura 2A ilustra uma vista em perspectiva de uma bobina externa de alta tensão 114 de acordo com as modalidades fornecidas neste documento. Conforme discutido, cada conjunto de bobina 106, 108 e 110 inclui uma bobina externa de alta tensão 114. A bobina externa de alta tensão 114 inclui uma superfície externa 202, uma superfície interna 204, uma superfície de extremidade superior 206 e uma superfície de extremidade inferior 208 (por exemplo, cada bobina externa 114 de cada conjunto de bobina 106, 108 e 110 tem uma superfície externa, uma superfície interna, uma superfície de extremidade superior e uma superfície de extremidade inferior).

[0036] Uma blindagem condutora 210 (mostrada em sombreado) pode fornecer blindagem para cada uma das superfícies da bobina externa de alta tensão 114 (conforme descrito mais abaixo). A blindagem condutora 210 pode ser altamente condutora elétrica, de modo a fornecer um caminho de baixa resistência ao aterramento para carga estática e/ou níveis de alta tensão nas superfícies externas da bobina externa de alta tensão 114. O terminal de aterramento 128 é conectado à blindagem condutora 210, desse modo, fornecendo um meio de aterramento elétrico da superfície externa da bobina externa de alta tensão 114.

[0037] Uma região separadora de loop 212 pode ser incluída na blindagem condutora 210 através de cada uma das superfícies da bobina externa de alta tensão 114 na qual a blindagem condutora 210 é formada. Como mostrado, a região separadora de loop 212 é formada como uma interrupção na blindagem condutora 210 (abaixo de cada superfície externa 202, superfície interna 204, superfície de extremidade superior 206 e superfície de extremidade inferior 208 da bobina externa de alta tensão 114). A região separadora de loop 212 forma um loop contínuo que é desprovido de material eletricamente condutor (por exemplo, um loop aberto). A inclusão da região separadora de loop 212 na blindagem condutora 210 ajuda a evitar a criação de correntes de loop nas superfícies da bobina externa de alta tensão 114.

[0038] Em um aspecto com ampla aplicabilidade para transformadores, uma blindagem condutora aprimorada 210 aplicada a cada uma das superfícies da bobina externa de alta tensão 114 é fornecida.

[0039] A formação da blindagem condutora 210 da bobina externa de alta tensão 114 é ilustrada nas Figuras 2B-2E. A Figura 2B ilustra uma vista em perspectiva de um enrolamento 214 que pode fazer parte da bobina externa de alta tensão 114. A Figura 2C ilustra uma vista em perspectiva do enrolamento 214 tendo um primeiro material isolante 216 formado sobre o enrolamento 214. As Figuras 2D e 2E ilustram uma vista em perspectiva do lado superior e do lado inferior, respectivamente, do enrolamento 214 tendo blindagem condutora 210 formada sobre o primeiro material isolante 216.

[0040] Com referência às Figuras 2B-2C, em algumas modalidades, para formar a bobina externa de alta tensão 114 (Figura 2A), uma superfície externa 218a, uma superfície interna 218b, uma superfície de extremidade superior 218c e uma superfície de extremidade inferior 218d do enrolamento 214 (mostrado na Figura 2B) podem ser cobertas com o primeiro material isolante 216 (mostrado na Figura 2C). Uma superfície externa 220a, uma superfície interna 220b, uma superfície de extremidade superior 220c e uma superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 (mostrado na Figura 2C) podem ser cobertas com uma blindagem condutora 210 (mostrada nas Figuras 2D e 2E). A região separadora de loop 212 pode ser incluída na blindagem condutora 210 através de cada uma das superfícies que compreendem a bobina externa de alta tensão 114. Como mostrado, a região separadora de loop 212 é formada como uma interrupção na blindagem condutora 210 ao longo de cada uma dentre a superfície externa 220a, a superfície interna 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 do enrolamento 214 da bobina externa de alta tensão 114. A região separadora de loop 212 forma um circuito contínuo ao longo de cada uma das superfícies que compreendem o primeiro material isolante 216 da bobina externa de alta tensão 114 e que é desprovido de material eletricamente condutor. A inclusão da região separadora de loop 212 na blindagem condutora 210 ajuda a evitar a criação de correntes de loop nas superfícies da bobina externa de alta tensão 114.

[0041] Blindagens condutoras de exemplo para a bobina externa de alta tensão 114 são descritas abaixo com referência às Figuras 3A-3C. Por conveniência, apenas uma porção do enrolamento 214 é mostrada nas Figuras 3A-3C. Será entendido que as blindagens condutoras podem fornecer blindagem para a maioria, senão todas, as superfícies da bobina externa de alta tensão 114 em algumas modalidades.

[0042] A Figura 3A ilustra uma vista lateral em seção transversal parcial de uma porção da bobina externa de alta tensão 114 tendo uma blindagem condutora de acordo com as modalidades fornecidas neste documento. Com referência à Figura 3A, o enrolamento 214 da bobina externa de alta tensão 114 é coberto pelo primeiro material isolante 216. Por exemplo, o enrolamento 214 pode ser enrolado em uma forma cilíndrica, formando uma estrutura de enrolamento tendo uma superfície externa 218a, superfície interna 218b, superfície de extremidade superior 218c e superfície de extremidade inferior 218d como mostrado na Figura 2B. O primeiro material isolante 216 pode cobrir totalmente essas superfícies, como mostrado na Figura 2C. O primeiro material isolante 216 pode ser uma resina epóxi, poliuretano, poliéster, silicone ou similares. Outros materiais isolantes adequados podem ser usados. Resinas de exemplo incluem Aradur® HY 926 CH e/ou Araldite® CY 5948 disponíveis na Huntsman Química Ltda. de São Paulo, Brasil. Em algumas modalidades, a resina pode ser reforçada com fibra de vidro.

A espessura da primeira camada de material isolante 216 pode estar entre 6-7 mm, embora outras faixas de espessura adequadas possam ser usadas.

[0043] Uma blindagem condutora 210 é formada sobre o primeiro material isolante 216. Especificamente, a blindagem condutora 210 é formada sobre o material isolante 216 em pelo menos uma porção de cada superfície que compreende a bobina externa de alta tensão 114. Por exemplo, como mostrado nas Figuras 2C-2E, a blindagem condutora 210 pode ser formada sobre o primeiro material isolante 216 em pelo menos uma porção de cada uma dentre a superfície externa 220a, a superfície interna 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 da bobina externa de alta tensão 114.

[0044] Em algumas modalidades, a blindagem condutora 210 pode ser uma tinta condutora aplicada ao primeiro material isolante 216. A tinta condutora pode ser composta de um metal condutor incluindo um ou mais dentre cobre, níquel, cobre revestido com prata, níquel prata e prata. Outras tintas condutoras adequadas podem ser usadas. Em algumas modalidades, a tinta condutora pode ter uma resistência elétrica entre cerca de 0,01 Ohm/sq in/mil a 1 Ohm/sq in/mil e/ou ter uma espessura entre cerca de 30 e 500 mícrons, e em algumas modalidades entre cerca de 30 e 150 mícrons, conforme aplicado, embora outras resistências e/ou faixas de espessura adequadas possam ser usadas (em que "sq in" é uma abreviatura para "polegada quadrada" e "mil" é 0,001 polegada). A tinta condutora pode ser aplicada por qualquer processo adequado, como pincel, rolo, pulverização e imersão. Além disso, um estêncil ou máscara pode ser usado para formar um padrão no primeiro material isolante 216, o padrão incluindo um padrão de grade, um padrão listrado ou qualquer outro padrão adequado. Em algumas modalidades, a aplicação da blindagem condutora 210 pode ser feita de uma maneira que garanta sua continuidade elétrica em cada uma das superfícies da bobina externa de alta tensão 114 (por exemplo, cada uma dentre a superfície externa 220a, a superfície interna 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 da bobina externa de alta tensão 114).

[0045] Em algumas modalidades, a blindagem condutora 210 pode incluir uma região separadora de loop 212. A região separadora de loop 212 pode ser formada por uma interrupção na blindagem condutora 210 em cada uma dentre a superfície externa 220a, a superfície interna 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 da bobina externa de alta tensão 114 (Figuras 2C-2E). Em algumas modalidades, a interrupção pode ser entre 4-6 mm de largura, embora outras faixas de largura adequadas possam ser usadas. A região separadora de loop 212 forma um circuito contínuo que é desprovido de qualquer tinta condutora (por exemplo, um circuito aberto) em todas as superfícies que compreendem a bobina externa de alta tensão 114 (se estendendo através de cada uma dentre a superfície externa 220a, a superfície interna 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 da bobina externa de alta tensão 114 (Figuras 2C-2E)). A região separadora de loop 212 pode ser fornecida em uma forma ou outra se a tinta condutora foi aplicada como uma folha contínua ou como um padrão.

[0046] Em algumas modalidades, uma conexão de aterramento 310 pode ser acoplada à blindagem condutora 210. Por exemplo, em algumas modalidades, a conexão de aterramento 310 pode ser uma placa de metal em contato direto com a blindagem condutora 210 ou uma fita condutora formada acima ou abaixo da blindagem condutora

210. Quando a blindagem condutora 210 compreende tinta condutora,

pelo menos uma porção da conexão de aterramento 310 pode ser colocada em cima ou embaixo da tinta condutora, por exemplo. Outras conexões de aterramento podem ser usadas. Um terminal de aterramento 312 pode ser fixado à conexão de aterramento 310 à qual um fio ou cabo de aterramento externo pode ser fixado. A conexão de aterramento 310 e/ou terminal de aterramento 312 podem ser formados de qualquer material adequado, como cobre, latão, alumínio ou similar. Em algumas modalidades, um ou mais terminais de alta tensão 118, terminal superior 122, terminal inferior 124, terminal de aterramento 128 e/ou conjunto de comutador 132 podem ser mascarados durante a aplicação da blindagem condutora 210.

[0047] Um segundo material isolante 314 pode ser aplicado sobre a blindagem condutora 210 e a conexão de aterramento 310. Como com o primeiro material isolante 216, o material isolante pode ser uma resina epóxi, poliuretano, poliéster, silicone ou similar. Outros materiais isolantes adequados podem ser usados. Qualquer que seja o material isolante usado, o segundo material isolante 314 pode proteger a blindagem condutora 210 de umidade, água, poluição e similares.

[0048] A Figura 3B ilustra uma vista lateral em seção transversal parcial de uma bobina com uma modalidade de exemplo alternativa de uma blindagem condutora fornecida neste documento. Com referência à Figura 3B, o enrolamento 214 da bobina externa de alta tensão 114 é coberto pelo primeiro material isolante 216. Por exemplo, uma camada contínua do primeiro material isolante 216 pode cobrir totalmente o enrolamento 214. O primeiro material isolante 216 pode cobrir a superfície externa 218a, a superfície interna 218b, a superfície de extremidade superior 218c e a superfície de extremidade inferior 218 do enrolamento 214 da bobina externa de alta tensão 114 (Figuras 2B-2C). O primeiro material isolante 216 pode ser uma resina epóxi, poliuretano, poliéster, silicone ou similares. Outros materiais isolantes adequados podem ser usados. Resinas de exemplo incluem Aradur® HY 926 CH e/ou Araldite® CY 5948 disponíveis na Huntsman Química Ltda. de São Paulo, Brasil. Em algumas modalidades, a resina pode ser reforçada com fibra de vidro. A espessura do primeiro material isolante 216 pode estar entre 6-7 mm, embora outras faixas de espessura adequadas possam ser usadas.

[0049] Na modalidade da Figura 3B, a blindagem condutora 210 é formada a partir de uma camada de tinta semicondutora 316 e uma camada de tinta condutora 317. Por exemplo, uma camada de tinta semicondutora 316 pode ser formada sobre o primeiro material isolante

216. A tinta semicondutora 316 pode ser aplicada ao primeiro material isolante 216 sobre todas as superfícies que compreendem a bobina externa de alta tensão 114. Por exemplo, a tinta semicondutora 316 pode ser aplicada sobre o material isolante 216 em cada uma da superfície externa 220a, a interna superfície 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 da bobina externa de alta tensão 114 (Figura 2C). A camada de tinta semicondutora 316 pode fornecer um campo elétrico uniforme e/ou potencial de tensão através da superfície externa 202, da superfície interna 204, da superfície de extremidade superior 206 e da superfície de extremidade inferior 208 da bobina externa de alta tensão 114 (Figura 2A).

[0050] A tinta semicondutora 316 pode ser similar em composição à tinta condutora 317 pelo fato de que pode ser composta de um metal condutor incluindo um ou mais de cobre, níquel, cobre revestido com prata, níquel-prata e prata. Outros tipos de tinta semicondutora adequados podem ser usados. A tinta semicondutora 316 difere da tinta condutora 317 porque geralmente abrange uma faixa de resistência elétrica mais alta. Em algumas modalidades, a tinta semicondutora 316 pode ter uma resistência elétrica entre cerca de 1 quilo-ohm/polegada quadrada/mil a 10 quilo-ohm/polegada quadrada/mil e/ou uma espessura entre cerca de 10 e 500 mícrons, e em algumas modalidades entre cerca de 10 e 50 mícrons, conforme aplicado, embora outras resistências elétricas adequadas e/ou faixas de espessura possam ser usadas.

[0051] Após a formação da camada de tinta semicondutora 316, a tinta condutora 317 é formada através da camada de tinta semicondutora 316. Por exemplo, a tinta condutora 317 pode ser formada sobre a tinta semicondutora 316 que foi formada no primeiro material isolante 216, com a tinta condutora 317 cobrindo pelo menos uma porção de cada uma dentre a superfície externa 220a, a superfície interna 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 que foi coberto com tinta semicondutora 316. A blindagem condutora 210, que inclui tinta condutora 317 e tinta semicondutora subjacente 316, é, portanto, formada em pelo menos uma porção de cada uma dentre a superfície externa 220a, a superfície interna 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 da bobina externa de alta tensão 114 (como mostrado nas Figuras 2C-2E).

[0052] A tinta condutora 317 pode ser composta de um metal condutor incluindo um ou mais de cobre, níquel, cobre revestido de prata, níquel-prata e prata. Outras tintas condutoras adequadas podem ser usadas. Em algumas modalidades, a tinta condutora 317 pode ter uma resistência elétrica entre cerca de 0,01 Ohm/sq in/mil a 1 Ohm/sq in/mil e/ou ter uma espessura entre cerca de 30 e 500 mícrons, e em algumas modalidades entre cerca de 30 e 150 mícrons, conforme aplicado, embora outras faixas de resistência e/ou espessura adequadas possam ser usadas. A tinta semicondutora 316 e/ou a tinta condutora 317 podem ser aplicadas por qualquer processo adequado,

como pincel, rolo, pulverização e imersão. Em algumas modalidades, um estêncil ou máscara pode ser usado para formar um padrão de tinta condutora na camada de tinta semicondutora 316 formada sobre o primeiro material isolante 216, o padrão incluindo um padrão de grade, um padrão de listras ou qualquer outro padrão adequado. Em algumas modalidades, a aplicação da blindagem condutora 210 pode ser feita de uma maneira que garanta sua continuidade elétrica em cada uma das superfícies da bobina externa de alta tensão 114 (por exemplo, em cada uma dentre a superfície externa 220a, a superfície interna 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 da bobina externa de alta tensão 114).

[0053] Em algumas modalidades, a blindagem condutora 210 pode incluir uma região separadora de loop 212. A região separadora de loop 212 é formada como uma interrupção na porção de tinta condutora 317 da blindagem condutora 210 em cada uma dentre a superfície externa 220a, a superfície interna 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 da bobina externa de alta tensão 114 (Figuras 2C-2E). A interrupção na camada de tinta condutora 317 pode ser entre 4-6 mm de largura, embora outras faixas de largura adequadas possam ser usadas. A região de separação de loop 212 forma um loop contínuo que é desprovido de qualquer tinta condutora 317 em todas as superfícies que compreendem a bobina externa de alta tensão 114 (se estendendo através de cada uma dentre a superfície externa 220a, a superfície interna 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 da bobina externa de alta tensão 114 (Figuras 2C-2E) e expondo a tinta semicondutora subjacente 316 na região de folga). A região separadora de loop 212 pode estar presente em uma forma ou outra, quer a tinta condutora 317 tenha sido aplicada como uma camada contínua ou como um padrão. Em uma ou mais modalidades, a tinta condutora 317 pode ter uma resistência que é baixa o suficiente para permitir a formação de loops de corrente (mensuráveis) nas superfícies da bobina externa de alta tensão 114, se a região separadora de loop 212 não for usada. Esses loops de corrente podem causar aquecimento e danos ao conjunto da bobina.

[0054] A tinta semicondutora 316 exposta na região do separador de loop 212 na tinta condutora 317 ajuda a evitar vazamento de um campo elétrico através da região do separador de loop 212 durante a operação da bobina externa de alta tensão 114. Além disso, a faixa de resistência elétrica mais alta da camada da tinta semicondutora 316 ajuda a evitar a formação de um loop de aterramento dentro da camada de tinta semicondutora 316 (embora a tinta semicondutora 316 possa estar presente na região separadora de loop 212). Em uma ou mais modalidades, a tinta semicondutora 316 pode ter uma resistência que é alta o suficiente para evitar a formação de loops de corrente (mensuráveis) nas superfícies da bobina externa de alta tensão 114.

[0055] Em algumas modalidades, uma conexão de aterramento 310 pode ser acoplada à blindagem condutora 210. Por exemplo, em algumas modalidades, a conexão de aterramento 310 pode ser uma placa de metal em contato direto com a blindagem condutora 210 ou uma fita condutora formada sobre ou sob a blindagem condutora 210. Quando a blindagem condutora 210 compreende tinta condutora, pelo menos uma porção da conexão de aterramento 310 pode ser colocada em cima ou por baixo da tinta condutora (por exemplo, em cima da tinta semicondutora 316), por exemplo. Outras conexões de aterramento podem ser usadas. Um terminal de aterramento 312 pode ser fixado à conexão de aterramento 310 à qual um fio ou cabo de aterramento externo pode ser fixado. Em algumas modalidades, um ou mais dentre o terminal de alta tensão 118, terminal superior 122, terminal inferior 124, terminal de aterramento 128 e/ou o conjunto de comutador 132 podem ser mascarados durante a aplicação da blindagem condutora

210.

[0056] Um segundo material isolante 314 pode ser aplicado sobre a blindagem condutora 210 e a conexão de aterramento 310. Tal como acontece com o primeiro material isolante 216, o material isolante pode ser uma resina epóxi, poliuretano, poliéster, silicone ou similares. Outros materiais isolantes adequados podem ser usados. Qualquer que seja o material isolante usado, o segundo material isolante 314 pode proteger a blindagem condutora 210 de umidade, água, poluição e similares.

[0057] Como mencionado, a combinação da blindagem condutora 210 e da conexão de aterramento 310 fornece um caminho de baixa resistência ao aterramento para carga estática e/ou altas tensões distribuídas através das superfícies externas da bobina externa de alta tensão 114.

[0058] A Figura 3C ilustra uma vista lateral em seção transversal parcial de uma bobina com outra modalidade de exemplo alternativa de uma blindagem condutora fornecida neste documento. Com referência à Figura 3C, o enrolamento 214 da bobina externa de alta tensão 114 é coberto pelo primeiro material isolante 216. Por exemplo, uma camada contínua do primeiro material isolante 216 pode cobrir totalmente o enrolamento 214. O primeiro material isolante 216 pode cobrir a superfície externa 218a, a superfície interna 218b, a superfície de extremidade superior 218c e a superfície de extremidade inferior 218d do enrolamento 214 da bobina externa de alta tensão 114 (Figuras 2B- 2C). O primeiro material isolante 216 pode ser uma resina epóxi, poliuretano, poliéster, silicone ou similares. Outros materiais isolantes adequados podem ser usados. Resinas de exemplo incluem Aradur ® HY 926 CH e/ou Araldite® CY 5948 disponíveis na Huntsman Química

Ltda. de São Paulo, Brasil. Em algumas modalidades, a resina pode ser reforçada com fibra de vidro. A espessura do primeiro material isolante 216 pode estar entre 6-7 mm, embora outras faixas de espessura adequadas possam ser usadas.

[0059] Na modalidade da Figura 3C, a blindagem condutora 210 é formada a partir de uma malha condutora aplicada ao longo do primeiro material isolante 216 e uma tinta semicondutora formada sobre a malha condutora. Com referência à Figura 3C, uma malha condutora 318 é colocada sobre o primeiro material isolante 216. Por exemplo, a malha condutora 318 pode ser aplicada sobre o material isolante 216 em cada uma dentre a superfície externa 220a, a superfície interna 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 da bobina externa de alta tensão 114 (Figura 2C). Conforme mencionado, o primeiro material isolante 216 pode ser uma resina epóxi, poliuretano, poliéster, silicone ou similares. Outros materiais isolantes podem ser usados. Em algumas modalidades, a resina pode ser reforçada com fibra de vidro. A espessura da primeira camada de material isolante 216 pode estar entre 6-7 mm, embora outras faixas de espessura adequadas possam ser usadas.

[0060] A malha condutora 318 pode ser composta por um material condutor formado em um padrão (por exemplo, uma grade ou tela). Materiais condutores de exemplo para a malha condutiva 318 incluem metais condutores, tais como um ou mais dentre cobre, níquel, cobre revestido de prata, níquel-prata, prata ou similares, embora outros tipos de malhas condutoras possam ser usados. Em algumas modalidades, a malha condutora 318 pode ter uma resistência elétrica entre cerca de 0,01 a 1 Ohm/cm², embora outras faixas de resistência elétrica adequadas possam ser usadas.

[0061] Em algumas modalidades, tinta semicondutora (não mostrada separadamente) pode ser usada para manter a malha condutora 318 no lugar e/ou para preencher as regiões de folgas da malha condutora 318. A tinta semicondutora aplicada à malha condutora 318 pode ser composta por um metal condutor incluindo um ou mais dentre pó de carvão, cobre, níquel, cobre revestido de prata, níquel- prata e prata, embora outros tipos adequados de tinta semicondutora possam ser usados. Em algumas modalidades, a tinta semicondutora pode ter uma resistência elétrica entre cerca de 1 quilo-ohm/pol²/mil a 10 quilo-ohm/pol²/mil, embora outras faixas de resistência elétrica adequadas possam ser usadas.

[0062] Uma vez que a malha condutora 318 tenha sido posicionada no primeiro material isolante 216, a tinta semicondutora pode ser aplicada à malha condutora 318 por qualquer processo adequado, como escovação, rolamento, pulverização e imersão. A estrutura composta de material de malha condutora e tinta semicondutora serve como blindagem condutora 210. Em algumas modalidades, a estrutura composta pode ter uma espessura entre cerca de 100 e 500 mícrons, embora outras faixas de espessura adequadas possam ser usadas.

[0063] Em algumas modalidades, a blindagem condutora 210 pode incluir uma região separadora de loop 212. A região separadora de loop 212 pode ser formada como uma interrupção na blindagem condutora 210 em cada uma dentre a superfície externa 220a, a superfície interna 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 da bobina externa de alta tensão 114 (Figuras 2C-2E). Em algumas modalidades, a interrupção pode ter entre 4-6 mm de largura, embora outras faixas de largura adequadas possam ser usadas. A região separadora de loop 212 forma um loop contínuo que é desprovido de qualquer malha condutora em todas as superfícies que compreendem a bobina externa de alta tensão 114 (se estendendo através de cada uma dentre a superfície externa 220a, a superfície interna 220b, a superfície de extremidade superior 220c e a superfície de extremidade inferior 220d do primeiro material isolante 216 da bobina externa de alta tensão 114 (Figuras 2C-2E)). A região separadora de loop 212 pode ser fornecida de uma forma ou de outra, quer a malha condutora tenha sido aplicada como uma folha contínua ou como uma série de peças de malha. A região de separação de loop 212 pode incluir tinta semicondutora em uma ou mais modalidades.

[0064] Em algumas modalidades, uma conexão de aterramento 310 pode ser acoplada à blindagem condutora 210. Por exemplo, em algumas modalidades, a conexão de aterramento 310 pode ser uma placa de metal em contato direto com a blindagem condutora 210 ou uma fita condutora formada sobre ou sob a blindagem condutora 210. Quando a blindagem condutora 210 compreende malha condutora com tinta semicondutora, pelo menos uma porção da conexão de aterramento 310 pode ser colocada no topo ou embaixo da malha condutora, por exemplo. Outras conexões de aterramento podem ser usadas. Um terminal de aterramento 312 pode ser fixado à conexão de aterramento 310 à qual um fio ou cabo de aterramento externo pode ser fixado. Em algumas modalidades, um ou mais dentre o terminal de alta tensão 118, o terminal superior 122, o terminal inferior 124, o terminal de aterramento 128 e/ou o conjunto de comutador 132 podem ser mascarados durante a aplicação da blindagem condutora 210.

[0065] Um segundo material isolante 314 pode ser aplicado sobre a blindagem condutora 210 e a conexão de aterramento 310. Como com o primeiro material isolante 216, o material isolante pode ser uma resina epóxi, poliuretano, poliéster, silicone ou similar. Outros materiais isolantes adequados podem ser usados. Qualquer que seja o material isolante usado, o segundo material isolante 314 pode proteger a blindagem condutora 210 de umidade, água, poluição e similares.

[0066] Fazendo referência agora à Figura 4, em algumas modalidades, um método 400 de formação de uma bobina externa de alta tensão (por exemplo, bobina externa de alta tensão 114) de um transformador do tipo seco (por exemplo, transformador 100) é fornecido. O método 400 inclui, em 402, o fornecimento de uma bobina externa de alta tensão (por exemplo, enrolamento 214 da Figura 2B) tendo uma superfície externa. A superfície externa incluindo uma superfície externa, uma superfície interna, uma superfície de extremidade superior e uma superfície de extremidade inferior (por exemplo, superfície externa 218a, superfície interna 218b, superfície de extremidade superior 218c e superfície de extremidade inferior 218d).

[0067] O método 400 inclui ainda, em 404, fornecimento às superfícies externas da bobina (por exemplo, enrolamento 214) de uma camada de um primeiro material isolante (por exemplo, primeiro material isolante 216 da Figura 2C). A camada do primeiro material isolante pode encapsular ou envolver totalmente a superfície externa, a superfície interna, a superfície superior e a superfície inferior da bobina. O material isolante, por exemplo, pode ser uma resina epóxi, poliuretano, poliéster, silicone ou similares.

[0068] Além disso, o método 400 inclui, em 406, o fornecimento de uma blindagem condutora (por exemplo, blindagem condutora 210) ao longo de pelo menos uma porção de cada uma dentre a superfície externa, a superfície interna, a superfície de extremidade superior e a superfície de extremidade inferior da bobina. A blindagem condutora pode ser uma tinta condutora (por exemplo, Figura 3A), uma combinação de tinta condutora sobreposta à tinta semicondutora (por exemplo, Figura 3B) ou uma estrutura composta formada de malha condutora e tinta semicondutora (por exemplo, Figura 3C). A blindagem condutora pode incluir uma ruptura (por exemplo, região separadora de loop 212) que é uma separação em forma de loop contínuo na blindagem condutora em cada uma das superfícies da bobina. Essa separação pode evitar a formação de correntes de loop dentro da blindagem condutora.

[0069] Além disso, o método 400 inclui, em 408, o fornecimento de uma conexão de aterramento (por exemplo, conexão de aterramento 310) acoplada à blindagem condutora. Em algumas modalidades, a conexão de aterramento pode ser uma placa de metal em contato direto com a blindagem condutora, uma fita condutora formada sobre ou sob a blindagem condutiva ou similar. Um terminal de aterramento pode ser conectado à conexão de aterramento e um fio ou cabo de aterramento externo pode ser conectado ao mesmo.

[0070] Além disso, o método 400 inclui ainda, em 410, 0 fornecimento à bobina uma camada de um segundo material isolante nas superfícies externas da bobina (por exemplo, segundo material isolante 314). A camada do segundo material isolante pode encapsular totalmente ou encerrar a blindagem condutora nas superfícies da bobina. Tal como acontece com o primeiro material isolante, o segundo material isolante pode ser uma resina epóxi, poliuretano, poliéster, silicone ou similares.

[0071] As modalidades descritas com referência às Figuras 1A-4 descrevem o uso de uma blindagem condutora 210 e/ ou uma região separadora de loop 212 com uma bobina externa de alta tensão 114. Em algumas modalidades, uma blindagem condutora 210 (com ou sem uma região separadora de loop 212) pode ser fornecida de forma similar para a bobina interna de baixa tensão 112. Além disso, em algumas modalidades, a bobina externa 114 pode ser uma bobina de baixa tensão e a bobina interna 112 pode ser uma bobina de alta tensão. Mais geralmente, um conjunto de bobina pode incluir uma primeira bobina interna e uma segunda bobina externa (por exemplo, disposta concentricamente) ou bobina única. Em algumas modalidades, a primeira bobina interna pode ser uma bobina de baixa tensão e a segunda bobina externa pode ser uma bobina de alta tensão, enquanto em outras modalidades, a primeira bobina interna pode ser uma bobina de alta tensão e a segunda bobina externa pode ser uma bobina de baixa tensão. Qualquer uma ou ambas as bobinas interna e externa podem ter uma blindagem condutora e/ou uma região separadora de loop conforme descrito neste documento.

[0072] Em algumas modalidades, a blindagem condutora pode ser configurada para se sobrepor enquanto mantém uma região separadora de loop. Tal disposição pode ser usada, por exemplo, em aplicações de campo elétrico muito alto. A Figura 5A ilustra uma vista lateral em seção transversal parcial de uma porção da blindagem condutora 210 da Figura 3A em que a blindagem condutora 210 se sobrepõe de acordo com as modalidades fornecidas neste documento. Com referência à Figura 5A, um material isolante 502, como uma folha isolante, pode ser colocado sobre uma primeira parte 210a da blindagem condutora 210 de modo que uma segunda parte 210b da blindagem condutora 210 se sobreponha à primeira parte 210a. Por exemplo, na modalidade da Figura 3A em que a blindagem condutora 210 é uma tinta condutora, a primeira parte 210a da blindagem condutora 210 pode ser aplicada e o material isolante 502 pode ser posicionado sobre a primeira parte 210a da blindagem condutora 210 antes da aplicação da segunda parte 210b da blindagem condutora 210. Uma folga (por exemplo, região separadora de loop 212) pode ser mantida. Em algumas modalidades, um material espaçador ou malha (não mostrado) pode ser usado, além ou no lugar do material isolante 502, para permitir que o material isolante subsequente (por exemplo, resina) aplicado à blindagem condutora 210 para entrar e isolar entre a primeira parte 210a e a segunda parte 210b da blindagem condutora 210. Em uma ou mais modalidades, a primeira parte 210a pode se sobrepor à segunda parte 210b da blindagem condutora 210 em cerca de 8-12 mm, embora outras quantidades de sobreposição possam ser usadas. Materiais isolantes incluem poliuretano, poliéster, silicone e similares.

[0073] Uma sobreposição similar na blindagem condutora 210 pode ser usada quando a blindagem condutora 210 inclui uma camada de tinta semicondutora subjacente (Figura 3B) ou quando a blindagem condutora 210 inclui uma malha condutora (Figura 3C). Por exemplo, a Figura 5B ilustra uma vista lateral em seção transversal parcial de uma porção da blindagem condutora 210 da Figura 3B em que a blindagem condutora 210 se sobrepõe a si mesma e a Figura 5C ilustra uma vista lateral em seção transversal parcial de uma porção da blindagem condutora 210 da Figura 3C em que a blindagem condutora 210 se sobrepõe de acordo com as modalidades fornecidas neste documento. Na modalidade da Figura 5B, uma primeira porção 317a de tinta condutora 317 se sobrepõe à camada de tinta semicondutora 316 e sustenta o material isolante 502 e uma segunda porção 317b de tinta condutora 317, enquanto mantém uma folga (por exemplo, região separadora de loop 212). Da mesma forma, na modalidade da Figura 5C, uma primeira parte 210a da blindagem condutora 210 está subjacente ao material isolante 502 e uma segunda parte 210b da blindagem condutora 210, enquanto mantém uma folga (por exemplo, região separadora de loop 212).

[0074] Embora a presente divulgação seja descrita principalmente com relação a transformadores submersíveis do tipo seco, será entendido que as blindagens condutoras divulgadas também podem ser usadas com outros tipos de transformadores ou conjuntos de bobinas, como indutores.

[0075] A descrição precedente descreve apenas modalidades exemplificativas. Modificações dos conjuntos e métodos divulgados acima que caem dentro do escopo desta divulgação serão prontamente evidentes para aqueles habilitados na técnica.

Por exemplo, embora os exemplos discutidos acima sejam ilustrados para transformadores do tipo seco, outras modalidades de acordo com esta divulgação podem ser implementadas para outros dispositivos.

Esta divulgação não se destina a limitar a invenção aos conjuntos e/ou métodos específicos divulgados, mas, ao contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas que caem dentro do escopo das concretizações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), caracterizado pelo fato de compreender - uma bobina (114) tendo uma superfície externa (202, 218a, 220a), uma superfície interna (204, 218b, 220b), uma superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e uma superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) e um primeiro material isolante (216) formado sobre a superfície externa (202, 218a, 220a), a superfície interna (204, 218b, 220b), a superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e a superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114); e - uma blindagem condutora (210) que compreende uma tinta condutora aplicada ao longo do primeiro material isolante (216) de modo que a tinta condutora se estenda ao longo de pelo menos uma porção de cada uma dentre a superfície externa (202, 218a, 220a), a superfície interna (204, 218b, 220b), a superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e a superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114).

2. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a tinta condutora compreender um metal condutor incluindo um ou mais dentre cobre, níquel, cobre revestido com prata, níquel-prata e prata.

3. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a tinta condutora ter uma resistência inferior a 1 Ohm/polegada quadrada/mil.

4. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a tinta condutora ter uma espessura entre 30 e 500 mícrons.

5. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a tinta condutora incluir uma região separadora de loop tendo uma interrupção na tinta condutora ao longo da superfície externa (202, 218a, 220a), da superfície interna (204, 218b, 220b), da superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e da superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114), sendo que a região separadora de loop compreende uma folga na tinta condutora que se estende em torno da superfície externa (202, 218a, 220a), superfície interna (204, 218b, 220b), superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114) para formar um circuito aberto na tinta condutora.

6. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma tinta semicondutora aplicada ao primeiro material isolante (216) por baixo da tinta condutora, sendo que a tinta semicondutora tem uma resistência de 1 quilo-ohm/cm a 10 quilo-ohm/polegada quadrada/mil.

7. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender um segundo material isolante formado sobre a blindagem condutora (210), sendo que os primeiro e segundo materiais isolantes são compostos de materiais que incluem uma resina epóxi.

8. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender um cabo de aterramento conectado à blindagem condutora (210).

9. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma bobina (114) adicional posicionada concentricamente em relação à bobina (114) blindada.

10. Transformador do tipo seco (100), caracterizado pelo fato de compreender: - uma região de núcleo; e

- o conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), como definido na reivindicação 1, formado em torno de uma porção da região de núcleo.

11. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), caracterizado pelo fato de compreender: - uma bobina (114) tendo uma superfície externa (202, 218a, 220a), uma superfície interna (204, 218b, 220b), uma superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e uma superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) e um primeiro material isolante (216) formado sobre a superfície externa (202, 218a, 220a), superfície interna (204, 218b, 220b), superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114); e - uma blindagem condutora (210) que compreende: - uma malha condutora aplicada ao longo do primeiro material isolante (216) de modo que a malha condutora se estenda ao longo de pelo menos uma porção da superfície externa (202, 218a, 220a), da superfície interna (204, 218b, 220b), da superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e da superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114); e - uma tinta semicondutora formada sobre a malha condutora; sendo que a malha condutora e a tinta semicondutora formam uma estrutura composta ao longo de pelo menos uma porção de cada uma dentre a superfície externa (202, 218a, 220a), a superfície interna (204, 218b, 220b), a superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e a superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114).

12. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a blindagem condutora (210) compreender uma pluralidade de loops de malha condutora, cada uma se estendendo sobre uma porção da superfície externa (202, 218a, 220a), superfície interna (204, 218b, 220b), superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114), sendo que a blindagem condutora (210) inclui uma região separadora de loop que inclui uma folga entre a pluralidade de loops.

13. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender um segundo material isolante formado sobre a blindagem condutora (210).

14. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender um cabo de aterramento conectado à blindagem condutora (210).

15. Conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender uma bobina (114) adicional posicionada concentricamente em relação à bobina (114) blindada.

16. Transformador do tipo seco (100), caracterizado pelo fato de compreender: - uma região de núcleo; e - o conjunto de bobina blindada (106, 108, 110), como definido na reivindicação 11, formado em torno de uma porção da região de núcleo.

17. Método de formação de um conjunto de bobina, caracterizado pelo fato de compreender: - fornecimento de uma bobina (114) tendo uma superfície externa (202, 218a, 220a), uma superfície interna (204, 218b, 220b), uma superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e uma superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d); - envolvimento da bobina (114) em um primeiro material isolante (216); e - formação de uma blindagem condutora (210) sobre a bobina (114) aplicando uma tinta condutora de modo que a tinta condutora se estenda ao longo de pelo menos uma porção de cada uma dentre a superfície externa (202, 218a, 220a), a superfície interna (204, 218b, 220b), a superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e a superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114).

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a tinta condutora compreender um metal condutor incluindo um ou mais dentre cobre, níquel, cobre revestido com prata, níquel- prata e prata.

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a tinta condutora ter uma resistência inferior a 1 Ohm/polegada quadrada/mil.

20. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a tinta condutora ter uma espessura entre 30 e 500 mícrons.

21. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender ainda a formação de uma região separadora de loop na tinta condutora formando uma interrupção na tinta condutora ao longo da superfície externa (202, 218a, 220a), da superfície interna (204, 218b, 220b), da superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e da superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114), sendo que a região separadora de loop compreende uma folga na tinta condutora que se estende em torno da superfície externa (202, 218a, 220a), da superfície interna (204, 218b, 220b), da superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e da superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114) para formar um loop aberto na tinta condutora.

22. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender ainda a aplicação de uma tinta semicondutora ao primeiro material isolante (216) por baixo da tinta condutora, sendo que a tinta semicondutora tem uma resistência de 1 quilo-ohm/polegada quadrada/mil a 10 quilo-ohm/polegada quadrada/mil.

23. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender ainda a formação de um segundo material isolante sobre a blindagem condutora (210), sendo que os primeiro e segundo materiais isolantes incluem uma resina epóxi.

24. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender ainda a fixação de um cabo de aterramento conectado à blindagem condutora (210).

25. Método de formação de um conjunto de bobina, caracterizado pelo fato de compreender: - fornecimento de uma bobina (114) tendo uma superfície externa (202, 218a, 220a), uma superfície interna (204, 218b, 220b), uma superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e uma superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d); - envolvimento da bobina (114) em um primeiro material isolante (216); e - formação de uma blindagem condutora (210) sobre a bobina (114) por: - aplicação de uma malha condutora ao longo do primeiro material isolante (216) de modo que a malha condutora se estenda ao longo de pelo menos uma porção da superfície externa (202, 218a, 220a), da superfície interna (204, 218b, 220b), da superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e da superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114); e - aplicação de uma tinta semicondutora sobre a malha condutora de modo que a malha condutora e a tinta semicondutora formem uma estrutura composta sobre pelo menos uma porção de cada uma dentre a superfície externa (202, 218a, 220a), superfície interna

(204, 218b, 220b), superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114).

26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de a aplicação da malha condutora incluir a aplicação de uma pluralidade de loops de malha condutora, cada um se estendendo sobre uma porção da superfície externa (202, 218a, 220a), da superfície interna (204, 218b, 220b), da superfície de extremidade superior (206, 218c, 220c) e da superfície de extremidade inferior (208, 218d, 220d) da bobina (114), sendo que o método compreende ainda a formação de uma região separadora de loop que inclui uma folga entre a pluralidade de loops.

27. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de compreender ainda a formação de um segundo material isolante sobre a blindagem condutora (210).

28. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de compreender ainda a fixação de um cabo de aterramento conectado à blindagem condutora (210).