BRMU8801027U2 - disposiÇço construtiva aplicada em pÁra-raios - Google Patents

Abstract

DISPOSIÇçO CONSTRUTIVA APLICADA EM PÁRA-RAIOS. Ou equipamento contra surtos atmosféricos, extraível com base fixa, com o objetivo de proteger os mais diversos tipos de equipamentos eletro-eletrônicos evitando danos aos mesmos, quando ocorrem descargas elétricas atmosféricas que possam colocá-los em perigo. Compreende o emprego de uma base fixa com perfil em calha, podendo apresentar conectores inferior (1) e superior (2) com encaixes de pressão (3), capazes de receber os pinos inferior (4) e superior (5) existentes no descarregador (6), sendo dito descarregador composto por uma derivação ou conector lateral (7) e um pino (8) dotado de mola interna (9).

Description

Disposição construtiva aplicada em pára-raios Campo técnico

O seguinte relatório descritivo da presente aplicação de modelo de utilidade se refere ao desenvolvimento de um equipamento contra surtos atmosféricos, ou pára-raios extraível com base fixa, com o objetivo de proteger os mais diversos tipos de equipamentos eletro-eletrônicos evitando danos aos mesmos, quando ocorrem descargas elétricas atmosféricas que possam colocá-los em perigo. Estado da arte

Os componentes ativos de um pára-raios são resistores de oxido metálico. Eles estão dispostos em uma ou várias colunas paralelas e instaladas em um encapsulamento plástico hermeticamente fechado (tubo de plástico reforçado com fibra de vidro e blindagem de silicone).

O encapsulamento é composto basicamente de dois componentes:

- Um tubo plástico reforçado com fibra de vidro proporciona elevada capacidade de carga mecânica, tanto na operação manual com também, por exemplo, no caso de esforços devido a acidentes. No caso de uma sobrecarga do pára-raios, ele é seguro contra quebra;

- Blindagem de borracha de siliconada mantém baixas as descargas elétricas na superfície do encapsulamento devido as suas propriedades hidrófobas, garantindo assim propriedades operacionais especialmente favoráveis também sob condições de sujeira.

As flanges com dispositivo de alívio de pressão integrado são fabricadas de uma liga de metal leve resistente ao ar livre, e são colocadas noencapsulamento plástico. A vedação é obtida através de vedações resistentes aos raios UV e ao ozônio e por membranas metálicas resistentes à corrosão. Cada componente é provido em ambas as extremidades de membranas de sobrepressão e bocais de desvio de gás.

No caso de sobrecarga as membranas de sobre pressão abrem-se com uma pressão próxima a uma fração da resistência de pressão do encapsulamento plástico. Devido à forma dos bocais de desvio de pressão, os fluxos de gás ocorrentes em seguida são direcionados um ao outro, e o arco voltaico queima até o desligamento da linha fora do encapsulamento. Os pára-raios são providos de painéis de comando e/ou blindagens, até onde for necessário.

No caso de sobre tensões de raios ou de comutação, os resistores se tornam condutores (faixa de Ohm), de modo que uma corrente de surto possa fluir para o terra e a sobretensão é diminuída ao valor da queda de tensão do derivador (tensão residual). As correntes de surto apresentam até 2KA com sobre tensões de comutação de 1, 10, 20KA com sobre tensões de raios.

Em buscas efetuadas no estado da arte pertinente ao campo técnico em questão (H02B 1/16 e H01C 7/12), encontrou-se muitos documentos que mencionam pára-raios, descarregador de surtos, deflagador de surtos, descarregador de sobretensão etc.

O documento de patente BR 7.700.293 de BALESTRO (1997) descreve um pára-raios basicamente compreendido por blocos varistores de oxido de zinco empilhados para compor pára-raios de diferentes tensões nominais, sendo encapsulados com um revestimento isolante, de resina reforçada com fibra de vidro e obtidos por processo de injeção, tendo incorporados nas extremidades oseletrodos de contato, e ao longo do revestimento isolante tem previsto algumas perfurações que se constituem de canais de alívio de pressão.

Uma disposição em pára-raios de baixa tensão é descrita pelo BR 7.703.116 de ARAÚJO (1997) constituindo-se numa disposição destinada a suportar descargas de grande intensidade que possam atingir uma rede de baixa tensão, neutralizando a descarga sem queimar o pára-raios. Compreende cabo, o alojamento de vela, a vela automotiva, o corpo e a calafetação. A vela automotiva possui pino de conexão e eletrodo central de prata ou cobre revestido com níquel cromo. Seu pino de conexão recebeu tratamento térmico, suportando temperaturas de até 800°c. O eletrodo central de prata da vela automotiva permite melhor estabilidade de centelhamento, assegurando maior proteção à erosão e ao impacto de descargas elétricas.

Outro descarregador de surtos é revelado pelo BR 0.003.990 de SCHMIDT et alii (2000) que possui um alojamento cilindricamente simétrico que pode ser aterrado e através do qual é passada uma conexão de plugue que pode ser submetida a um potencial de alta voltagem. Uma parte ativa que é alinhada ao longo do eixo de simetria está disposta no alojamento e possui dois encaixes de conexão e pelo menos um elemento de varistor disposto entre os dois encaixes de conexão. Os encaixes de conexão e pelo menos um elemento de varistor são fixados com relação um ao outro por pelo menos um laço formando uma força de contato. O isolamento entre a parte ativa e o alojamento é assegurado por uma luva dielétrica. O alojamento está na forma de uma garrafa e possui uma seção de alojamento na forma de um gargalo de garrafa, no qual um condutor elétrico é encaminhado, que é conectado a um dos dois encaixes de conexão, éeletricamente conectado de modo condutor na conexão de plugue, e é cilindricamente simétrico. O desenho do alojamento na forma de uma garrafa resulta na formação de um campo elétrico no interior do alojamento que torna desnecessário ter elementos semicondutores e/ou condutores, de controle de campo e/ou revestimentos entre a parte ativa e a parede do alojamento mesmo se a parte ativa não é cilindricamente simétrica. Ao mesmo tempo, o descarregador de surtos é distinguido pela excelente estabilidade em longo prazo devido à parte ativa mecanicamente muito forte e devido à falta de quaisquer elementos de controle de campo.

Um outro descarregador de surtos é descrito pelo BR 0.101.329 de FUKANO et alii (2001) mostra que pela laminação de certo número de camadas dos elementos resistivos não-lineares, a camada empilhada é formada. Os terminais do eletrodo compostos das porções de fixação e as porções de placa são dispostos respectivamente nas bordas superior e inferior dessa camada empilhada, de modo que os elementos internos do descarregador de surtos podem ser formados. Uma pluralidade dos elementos de sustentação de isolamento do tipo delgado e de placa tendo uma rigidez e que são feitos de um plástico reforçado com fibra (frp) é disposta, de modo que ela define uma pluralidade de aberturas, que se estendem para uma direção axial do descarregador de surtos em uma periferia dos elementos de oxido de zinco e ela é fixada nos lados opostos dos terminais do eletrodo, respectivamente. Pela moldagem de uma periferia dos elementos de oxido de zinco e os elementos de sustentação de isolamento com uma resina de silicone tendo uma excelente propriedade de fluxo, o recipiente de resina de silicone composto da porção de tambor e da porção de tampa é formado.Também é conhecido um descarregador de sobretensão para utilização em redes de transmissão de energia, revelado pelo BR 0.211.168 de KRUSKA et alii (2002) a fim de impedir que em um descarregador de sobretensão que apresenta um trecho de descarga de corrente com pelo menos um bloco varistor, quando da presença de uma falha interna e da aparição de um arco voltaico ligada a isso, um despedaçamento dos blocos varistores é previsto dispor na região lateral de pelo menos um bloco varistor um revestimento de um material que, quando da ultrapassagem de uma temperatura crítica dos blocos varistores, inicia uma descarga elétrica.

O documento BR 0.508.932 de RAMAGE (2005) descreve um deflagador de surto de classe de estação que inclui um conjunto de módulo. O conjunto de módulo inclui pelo menos um disco de varistor de oxido metálico (mov) e um composto pré-impregnado que é aplicado ao redor do pelo menos um disco de mov. O composto pré-impregnado é capaz de suportar uma corrente de falha de 80 kA por 12 ciclos. O deflagador de surto de classe de estação também inclui contatos em extremidades opostas do conjunto de módulo com os quais o conjunto de módulo está conectado no equipamento elétrico a ser protegido e no terra elétrico.

Outro descarregador de sobretensão é revelado pelo BR 9.403.437 de WATER et alii (1994) que apresenta no mínimo duas armaduras de conexão retidas através de uma armação, com no mínimo um bloco de material varistor fixado entre as armaduras de conexão. Aqui, a armação, o bloco de material varistor e parcialmente as armaduras de conexão recebem uma massa fundida de material sintético isolante, formando um corpo monolítico. Pretende-se criar umdesçarregador de sobretensão a ser fabricado a partir de peças fabricadas de modo simples e econômico, em relativamente poucas etapas de trabalho. Isso é obtido devido ao fato de que a armação é configurada inteiriça e é produzida a partir de um material isolante. Além disso, são previstos elementos que conservam a força de contato entre as armaduras de conexão e o bloco.

Um detentor de sobretensão é descrito pelo BR 9.508.648 de BARGREEN et alii (1995) compreendendo uma pilha de uma pluralidade de blocos de varistores cilíndricos, preferivelmente feitos de oxido de metal, que são arrumados um após o outro na direção axial dos blocos varistores entre um eletrodo final superior e um eletrodo final inferior e circundados por um invólucro externo de borracha ou outro material polimérico alongado eletricamente isolante. Os eletrodos finais são interconectados por meio de pelo menos três membros de aperto de material isolante para alcançar a pressão de contato requerida entre os elementos diferentes na pilha. Entre o eletrodo final inferior e o primeiro bloco na pilha de varistores, está arrumado um meio pivô compreendendo um membro pivô centralmente localizado, projetando-se do eletrodo final inferior, o dito membro pivô fazendo contato com uma chapa de pressão, encostada contra o bloco mais inferior na pilha de varistores, para alcançar articulação em todas as direções transversais.

Ainda é conhecido um pára-raios com um invólucro feito de material termoplástico que possui uma superfície exterior gofrada, descrito pelo BR 9.706.425 de JOULIE et alii (1997) que compreende duas armaduras metálicas de conexão, um empilhamento de componentes elétricos condutores que se estende de acordo com um eixo longitudinal entre as duas armaduras, um invólucro que circunda os componentes elétricos e as armaduras de tal modo para que sejamantido um contato elétrico entre esses componentes. O invólucro é realizado a partir de um material termoplástico moldado sobre os componentes elétricos e as armaduras. Ele apresenta uma superfície exterior gofrada com vazios e relevos. Os vazios correspondem a zonas de menor espessura do invólucro e servem para constituir aberturas laterais no invólucro para a colocação ao ar livre de gases

Desenvolvimento proposto

Pelo que se pode determinar do estado da arte são conhecidos diversos modelos diferentes de pára-raio, descarregador de sobretensão, deflagador de surtos, descarregador de sustos, detentor de sobretensão etc, dispostos em diversas patentes de modelo de utilidade e de invenção.

Diversos documentos de patente mostram descarregadores de tensão, pára-raios e similares fabricados em óxidos metálicos com silicone.

Ao que parece, a forma geral do dispositivo é a mesma, com uma pequena alteração de um conector lateral. Também o que se mostra diferenciado é a base fixa onde é encaixado o descarregador. Esse modo facilitado de troca da

peça parece ser uma novidade em relação ao estado da arte.

Os benefícios desse tipo de equipamentos são:

- Mais agilidade na substituição, no reparo e na manutenção;

- Não é necessário o desligamento do transformador rebaixador, evitando a ininterrupção do fornecimento de energia elétrica aos consumidores.

Descrição das figuras

A caracterização do presente documento para patente de modelo de utilidade é feita por meio de desenhos representativos da disposição construtiva aplicada em pára-raio, de tal modo que o produto possa ser integralmentereproduzido por técnica adequada, permitindo plena caracterização da funcionalidade do objeto pleiteado.

A partir das figuras elaboradas, que expressam a melhor forma ou forma preferencial de se realizar o produto ora idealizado, se fundamenta a parte descritiva do relatório, através de uma numeração detalhada e consecutiva, onde

esta esclarece aspectos que possam ficar subentendidos pela representação adotada, de modo a determinar claramente a proteção ora pretendida.

Estas figuras são meramente ilustrativas, podendo apresentar variações, desde que não fujam do inicialmente pleiteado. Neste caso tem-se que:

- a figura 1 ilustra a base fixa proposta com os conectores inferior e superior, onde é encaixado o descarregador;

- a figura 2 mostra o descarregador com a derivação de um conector lateral;

- a figura 3 mostra o descarregador e um corte, com o pino dotado de mola interna para contato.

Descrição do modelo

Uma forma preferencial de realização do modelo de utilidade compreende o emprego de uma base fixa com perfil em calha inferior (1) e superior (2) com haste de fixação (3) para conexão da base em ângulo de 45°, capazes de receber os pinos inferior (4) e superior (5) existentes no descarregador (6), sendo dito descarregador composto por uma derivação ou conector lateral (7) e um pino (8) dotado de mola interna (9).

A disposição proposta prevê a possibilidade de construção de um perfil em calha (10), contendo um cavado superior (11) e inferior (12) feito no própriomaterial da base fixa, contendo em cada um desses cavados um conector (13), dotado de pino de pressão (14) onde se encaixa as pontas (4 e 5) do descarregador (6), dotadas de orifício de encaixe específico (15).

Em qualquer possibilidade de construção a remoção do descarregador é muito fácil, pois basta puxá-lo no primeiro caso ou girar um pouco o descarregador, até que a parte aberta da ponteira superior se alinhe com o pino de pressão (14) e removê-lo.

Claims (1)

1.- Disposição construtiva aplicada em pára-raios, caracterizado pelo fato de compreender o emprego de uma base fixa com perfil (10) em calha inferior (1) e superior (2) com haste de fixação (3) para conexão da base em ângulo de 45°, capazes de receber os pinos inferior (4) e superior (5) existentes no descarregador (6), sendo dito descarregador composto por uma derivação ou conector lateral (7) e um pino (8) dotado de mola interna (9), contendo um cavado superior (11) e inferior (12) feito no próprio material da base fixa, contendo em cada um desses cavados um conector (13), dotado de pino de pressão (14) onde se encaixa as pontas (4 e 5) do descarregador (6), dotadas de orifício de encaixe específico (15).