BRPI0718187A2 - Arranjo de desconexão e método para a operação de um arranjo de desconexão - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ARRANJO DE DESCONEXÃO E MÉTODO PARA A OPERAÇÃO DE UM ARRANJO DE DESCONEXÃO".

A invenção refere-se a um arranjo de desconexão que tem um primeiro eletrodo e um segundo eletrodo, com o segundo eletrodo tendo um recesso que retém, pelo menos parcialmente, um gerador de gás.

À guisa de exemplo, um arranjo de desconexão como este é co- nhecido do relatório de patente suíço CH 347 885, que descreve um disposi- tivo limitador de picos que é equipado com um arranjo de desconexão para interromper a corrente. O arranjo de desconexão tem um primeiro e um se- gundo eletrodo, que são separados um do outro com o recesso no segundo eletrodo sendo sobreposto parcialmente pelo primeiro eletrodo. O recesso é projetado de tal modo que um gerador de gás é acomodado nele, com o re- cesso sendo fechado por causa do formato do gerador de gás. Circundando o gerador de gás, o segundo eletrodo tem um ressalto que se projeta, tal que o ressalto que se projeta é usado como uma zona de ponta de pé para um arco. O ressalto que se projeta destina-se a proteger o gerador de gás con- tra centelhas de arcos. Além do mais, a técnica anterior descreve o fato de que outras blindagens também podem ser proporcionadas. A despeito das blindagens de gerador de gás descritas na técnica anterior, a resposta do gerador de gás é relativamente imprecisa. Conseqüentemente, uma série de arranjos de desconexão do mesmo tipo tem uma dispersão de resposta de desligamento relativamente ampla.

Logo, a invenção é baseada no objetivo de especificar um arran- jo de desconexão que tenha uma melhor resposta de desligamento.

De acordo com a invenção, isso é conseguido no caso de um ar- ranjo de desconexão do tipo mencionado inicialmente em que o recesso é coberto por uma cobertura eletricamente condutora.

A blindagem do gerador de gás, conforme é conhecido da técni- ca anterior, por meio de um eletrodo de controle de campo anular, serve, por um lado, para guiar um arco de bordas salientes do corpo do segundo ele- trodo, enquanto, por outro lado, estas bordas do corpo também são usadas para blindar o gerador de gás. Esta finalidade múltipla significa que é preciso haver comprometimento no que diz respeito ao projeto das bordas do corpo.

A provisão de uma cobertura, de acordo com a invenção, torna possível guiar e direcionar a ponta do pé do arco em uma área ampliada na vizinhança do gerador de gás. Isso permite que o efeito térmico do arco aja sobre o gerador de gás de uma maneira melhor, impedindo o salto direto para uma seção de alojamento do gerador de gás, já que o gerador de gás está localizado dentro de uma área em que não existe campo e o próprio gerador de gás não é parte da blindagem para a área em que não existe campo. Assim, é possível ajustar a resposta de um aparelho de desconexão de uma maneira melhor. Para certos casos, não existe necessidade de o gerador de gás ficar preso em operação, o que eqüivale a dizer quando um arco fica preso entre os eletrodos. Isso é verdadeiro, em particular, para ar- cos com energia relativamente baixa. O nível de energia de um arco é go- vernado por sua grandeza absoluta e por seu perfil de tempo. A cobertura permite que trajetórias de arco, de arcos com energia relativamente baixa, sejam aumentadas dentro do arranjo de desconexão, e permite que os arcos sejam extintos precocemente. Isso é adicionalmente auxiliado já que, por causa da cobertura, um volume maior de material eletricamente condutor está disponível, o que permite que o calor seja rapidamente dissipado. Neste caso, à guisa de exemplo, a espessura da parede da cobertura pode ser va- riada de modo a ajustar o limite de resposta do gerador de gás. Também é possível usar diferentes combinações de materiais e/ou ligas para a cobertu- ra eletricamente condutora. A provisão de uma cobertura eletricamente con- dutora é particularmente vantajosa para aparelhos de desconexão em que o gerador de gás seja ativado exclusivamente por efeitos de arco. Os arranjos de desconexão como estes também são referidos como um "arranjo de des- conexão de uma via". Em oposição a isso, é proporcionado um elemento de aquecimento adicional nos "arranjos de desconexão de duas vias", e pode ser usado para ativar o gerador de gás.

À guisa de exemplo, cápsulas explosivas contendo explosivos, por exemplo, cartuchos vazios, podem ser usados como um gerador de gás. No entanto, também é possível usar outros elementos pirotécnicos.

É vantajosamente possível proporcionar que a cobertura faça contato eletricamente condutor com o segundo eletrodo.

Uma conexão eletricamente condutora com o segundo eletrodo torna possível transferir o potencial do eletrodo para a cobertura de uma maneira simples. Por exemplo, é possível usar a cobertura como uma guia para um ponto de pé de um arco em queima. Particularmente no caso de uma cobertura que separe o segundo eletrodo de uma área de arco, é pos- sível proteger o segundo eletrodo contra queima. Assim, correspondente- mente, materiais de baixo custo podem ser usados para o material do ele- trodo. Um material de liga, que seja correspondentemente resistente a quei- ma, pode ser usado para o volume da cobertura, que é menor do que o vo- lume do segundo eletrodo. Além do mais, a provisão de uma cobertura sepa- rada no eletrodo toma possível combinar o eletrodo com coberturas confor- madas de diferentes maneiras. Trajetórias de arco de diferentes formatos podem ser produzidas desta maneira.

Um outro refinamento vantajoso torna possível proporcionar que a cobertura seja formada como um abrigo.

Em adição à configuração da cobertura, por exemplo, em uma forma plana, de disco, é vantajoso dotar a cobertura de uma área em reces- so. A área em recesso pode ser usada para reter um ponto de pé de arco em áreas específicas da cobertura e, deste modo, formar uma zona de ponto de pé de arco. Além do mais, pode ser usada a área em recesso em formato de abrigo em uma cobertura, por exemplo, para centralizar e posicionar o gerador de gás. Neste caso, é vantajoso, por exemplo, que a cobertura te- nha uma projeção em formato de domo. Esta projeção em formato de domo pode, neste caso, ter diversos formatos. Por exemplo, abrigos em formato de copo podem ser proporcionados ou é possível proporcionar esferas cilíndri- cas ou cônicas truncadas. Neste caso, é vantajoso proporcionar á área tipo abrigo um envoltório periférico para permitir que a cobertura seja posiciona- da e seja fixada. Além do mais, a cobertura tipo abrigo torna possível dividir os diversos elementos de volume no interior do arranjo de desconexão. Os elementos de volume podem ser distribuídos de modo variável por meio de um formato de abrigo mais ou menos fortemente pronunciado. Por exemplo, os elementos de volume podem ser compartimentados, os quais destinam- se a ser usados apenas conforme requerido para acomodação, por exemplo, de produtos de erosão do arco ou para acomodação temporária de gases expandidos.

Um outro refinamento vantajoso torna possível proporcionar que o gerador de gás seja pressionado no recesso, tal que ele possa se mo- ver guiado no que diz respeito à cobertura. A montagem do gerador de gás tal que ele possa se mover,

permite que ele seja movido enquanto um arco está queimando. À guisa de exemplo, os gases expandidos podem ser usados para esta finalidade. A compressão da energia do arco a um movimento do gerador de gás permite que uma parte da energia do gás seja dissipada no interior do aparelho de desconexão. Por exemplo, o gerador de gás pode ser guiado em um recesso cilíndrico em que ele possa ser movido como um pistão. Ao pressionar o ge- rador de gás contra a cobertura, o gerador de gás está sempre disposto, quando o aparelho de desconexão está no estado não operado, na vizinhan- ça das zonas que destinam-se a guiar o arco. Isso torna possível assegurar rápidos tempos de resposta, por exemplo, no caso de arcos de alta energia. Neste caso, é vantajoso que o gerador de gás seja pressionado contra a co- bertura, por exemplo, por meio de um elemento elasticamente deformável, como uma mola helicoidal. Além do mais, a pressão de contato com o gera- dor de gás torna possível a remoção da cobertura, por exemplo no caso de arcos de baixa energia, contra a força da pressão de contato sobre o ele- mento elasticamente deformável e mover o gerador de gás de volta para sua posição inicial contra a cobertura novamente, uma vez que um arco e baixa energia tenha decaído. Assim, é possível controlar a ativação de um arranjo de desconexão de uma maneira melhor. Um outro refinamento vantajoso torna possível que o recesso

tenha a forma de um orifício cego e tenha uma seção transversal alargada em sua extremidade que dá face para a cobertura. Conforme mencionado inicialmente, cartuchos vazios, que são empurrados para dentro do recesso, o qual tem a forma de um orifício cego, são particularmente adequados para uso como geradores de gás. Na área de fundo, os cartuchos vazios têm um flange radial que é mantido na seção transversal ampliada do recesso quando o cartucho vazio é inserido no re- cesso. Isso torna possível inserir o gerador de gás no recesso tal que ele fique alinhado. Neste caso, a seção transversal ampliada deve se estender, em sua profundidade, na direção da área de fundo do recesso, que tem a forma de um orifício cego, tal que, quando o cartucho seja movido na direção do orifício cego, a extremidade oposta do cartucho vazio bata, indireta ou diretamente, contra o fundo do orifício cego antes de o colar periférico do cartucho vazio estar no lugar, restringindo assim qualquer movimento do cartucho vazio, o qual age como o gerador de gás.

Também é vantajosamente possível proporcionar que o primei- ro eletrodo tenha uma primeira zona de ponto de pé de arco e que a cobertu- ra tenha uma segunda zona de ponto de pé de arco.

As zonas de ponto de pé de arco são usadas para direcionar e guiar um arco quando ele está queimando. Para isso, as zonas de ponto de pé de arco podem, por exemplo, ter uma estrutura circular, uma estrutura anular, uma estrutura com projeções, estruturas tipo abrigo, etc. A provisão de uma respectiva zona de ponto de pé de arco no primeiro eletrodo e na cobertura torna possível proporcionar uma área de formação de arco para o arranjo de desconexão de uma forma comparativamente versátil.

Um outro refinamento vantajoso torna possível proporcionar que a cobertura tenha um canal de gás.

Um canal de gás na cobertura torna possível desviar uma parte da pressão do gás através, por exemplo, de um recesso, a partir da área de arco do arranjo de desconexão. Assim, é possível ampliar o volume da área de arco do arranjo de desconexão, quando necessário, via canal de gás. Em adição, o volume disponível pode ser aumentado por meio da montagem do gerador de gás em seu recesso, tal que ele possa ser movido de uma ma- neira similar a um cilindro, como o gerador de gás sendo movido, em maior ou menor proporção, dependendo da grandeza da pressão do gás. O gera- dor de gás e o canal de gás neste caso interagem como uma válvula. Assim, é possível amortecer a influência do arco. Isso impede a ativação repentina do gerador de gás e permite a ativação mais precisa do arranjo de descone- xão, particularmente na área de limite entre os arcos de alta energia, o que causa, necessariamente, a ativação imediata do gerador de gás, e arcos de baixa de energia, que estão na região de um limite de ativação. A seção transversal do canal de gás deve ser menor do que a zona de ponto de pé de arco que se destina a guiar o arco na cobertura. Um outro refinamento vantajoso permite que a cobertura seja

posicionada em um corpo isolante que separa os dois eletrodos um do outro.

Um corpo isolante pode ser usado para separar e posicionar os dois eletrodos, incluindo uma fixação para a cobertura. Além disso, o corpo isolante também pode ser projetado tal que ele limite, pelo menos parcial- mente, a área de formação de arco do arranjo de desconexão. À guisa de exemplo, os corpos isolantes cilíndricos ocos podem ser usados para esta finalidade. Em particular, o uso de assentos de travamento e encaixe de in- terferência torna possível proporcionar robustez mecânica suficiente para todo o arranjo. Conexões formadas como estas, selam adequadamente os conjuntos individuais. Além do mais, é vantajosamente possível proporcionar que o corpo isolante tenha um valor específico de impedância. Este valor de impedância torna possível controlar a queda de voltagem através da trajetó- ria do arco, em paralelo com a trajetória do arco. Conseqüentemente, uma centelha pode ser deliberadamente iniciada na trajetória do arco. Também é possível proporcionar que uma resistência não reati-

va seja conectada em paralelo com o corpo isolante e faça contato elétrico com o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo ou o elemento de cobertura. Assim, é possível ajustar a resposta de ativação de um arranjo de descone- xão de maneira mais específica quando são usados corpos isolantes de alta impedância. A despeito do projeto físico do arranjo de desconexão, os ele- mentos de resistência conectados através da trajetória de arco definem dife- rentes tipos de características de operação dos arranjos de desconexão. Além do mais, é vantajosamente possível que o primeiro eletro- do, o segundo eletrodo e o corpo isolante sejam embutidos em uma prote- ção eletricamente isolante.

Podem ser proporcionados compostos de isolamento, como re- sinas ou silicones, como uma proteção eletricamente isolante. Estes embu- tem os eletrodos e o corpo isolante e circundam estes componentes. Assim, é possível proteger os eletrodos e o corpo isolante contra influências mecâ- nicas externas e, por exemplo, tornar o arranjo de desconexão resistente quando em uso ao ar livre. Em adição, a proteção eletricamente isolante po- de tornar o arranjo de desconexão mecanicamente robusto. Isso pode ser feito, por exemplo, a baixo custo, por meio do uso de luvas retrateis que, adicionalmente, pressionam os componentes individuais um contra o outro e ajudam na robustez e rigidez angular de todo o arranjo.

Um outro refinamento vantajoso permite que os dois eletrodos sejam feitos rotacionalmente simétricos com relação a um eixo geométrico de rotação e sejam separados entre si no final, sem serem coincidentes.

Os eletrodos rotacionalmente simétricos podem ser fabricados a baixo custo. Adicionalmente, os corpos rotacionalmente simétricos têm contornos dieletricamente bons. São evitadas pontas e bordas salientes. Os arranjos de desconexão como estes também são, conseqüentemente, ade- quados para uso no intervalo de voltagem média, alta voltagem e voltagem muito alta, o que eqüivale a dizer voltagens acima de 1000 volts, em particu- lar, acima de 10 kV, 30 kV, 70 kV, 145 kV e acima. A separação dos dois eletrodos nas extremidades permite que as zonas de ponto de pé de arco sejam dispostas em oposição nas extremidades, de tal maneira que elas são opostas na forma de um capacitor tipo placa. Logo, os eletrodos são cober- tos por material isolante na direção radial na região da área de formação de arco. À guisa de exemplo, este pode ser o corpo isolante. Isso permite me- lhor direcionamento e orientação do arco e impede danos prematuros ao gerador de gás, por exemplo, por operação freqüente do arranjo de desco- nexão por arcos de baixa energia. A despeito do arranjo de desconexão ter sido operado, isso assegura ativação confiável do arranjo de desconexão no futuro também.

Um outro refinamento vantajoso permite que o arranjo de des- conexão seja incluído em uma trajetória de corrente de saída que pode ser controlada por meio de um dispositivo limitador de picos.

Os dispositivos limitadores de picos são usados, por exemplo,

em redes de transmissão de energia elétrica para formar uma trajetória de corrente de saída para um potencial de terra, quando necessário, por exem- plo, para dissipar voltagens excessivas. Neste caso, a trajetória da corrente de saída é conectada por meio de elementos de resistência dependentes de voltagem, assim chamados varistores. O dispositivo limitador de picos é, conseqüentemente, parte da trajetória de corrente de saída que, por exem- plo, corre na forma de um sistema condutor a partir de partes que são ge- ralmente carregadas eletricamente no potencial terra. Deste modo, o disposi- tivo limitador de picos representa um elemento de comutação, que pode ser comutado repetidamente, na trajetória da corrente de saída. Quando o arran- jo de desconexão é incluído, o arranjo de desconexão torna possível asse- gurar que a desconexão permanente da trajetória da corrente de saída seja possível, por exemplo, no caso de um curto circuito no dispositivo limitador de picos. Até este ponto, um arranjo de desconexão representa um dispositi- vo de segurança para impedir a formação de uma trajetória de corrente com aterramento falho em um sistema de grade elétrica no caso de um defeito no dispositivo limitador de picos.

Neste caso, a desconexão pode ser realizada de tal modo que a ativação possa ser vista claramente do lado de fora. À guisa de exemplo, isso pode ser conseguido pelo arranjo de desconexão sendo separado em uma pluralidade de partes quando o gerador de gás é ativado, tal que a res- posta possa ser vista facilmente, por causa desta avaria.

Um objetivo adicional ad invenção é especificar um método pa- ra operação de um arranjo de desconexão que tenha um primeiro e um se- gundo eletrodo e um gerador de gás.

Os métodos anteriores tinham uma resposta de acionamento não diferenciada, o que eqüivale a dizer que é possível distinguir apenas uma extensão restrita entre os arcos de alta energia e os arcos de baixa e- nergia na área de formação de arco do arranjo de desconexão. Isso resulta em um padrão de acionamento relativamente rústico, que leva ao assim chamado, acionamento não diferenciado.

No entanto, é desejável que toda operação do arranjo de des-

conexão não leve ao acionamento do arranjo de desconexão. Neste contex- to, a expressão operação significa que um arco é criado em uma área de formação de arco de um arranjo de desconexão. A operação tal como essa acontece, por exemplo, quando o dispositivo limitador de picos responde. Um objetivo da invenção é, conseqüentemente, especificar um

método que permita acionamento mais definido do arranjo de desconexão.

De acordo com a invenção, no caso de um método do tipo mencionado acima, isso é conseguido pelo fato de que:

- um arco é criado se uma voltagem limite é excedida entre uma primeira zona de ponto de pé de arco e uma segunda zona de ponto de pé

de arco,

- em que o arco faz com que o gás expanda

- em que um volume de acomodação adicional para o gás é a- cessível, dependendo do gás expandido.

O uso do efeito térmico do arco e da expansão associada do

gás para proporcionar um volume de acomodação adicional torna possível, quando necessário, aumentar o volume que está disponível para acomodar os gases expandidos dentro do arranjo de desconexão.

Para isso, é vantajosamente possível mover o gerador de gás em um dispositivo guia por meio do gás.

Por exemplo, o gerador de gás pode ser montado como um pis- tão, em forma deslizante, em um recesso que age como um dispositivo guia, tal que o movimento do gerador de gás abre o volume de acomodação adi- cional para o gás expandido. Além do mais, é vantajosamente possível acionar o gerador de

gás durante ou após o movimento do gerador de gás.

O gerador de gás deve, vantajosamente, ser acionado durante ou após o movimento do gerador de gás. Assim, é possível proporcionar uma janela de tempo adequada durante o movimento do gerador de gás pa- ra tornar possível distinguir entre arcos de baixa energia, que, embora resul- tem na operação do arranjo de desconexão, na verdade não devem causar acionamento do arranjo de desconexão, e os arcos de alta energia que tam- bém causariam o acionamento do arranjo de desconexão após a operação do arranjo de desconexão. Os arcos de baixa energia não são capazes de introduzir energia suficiente no arranjo de desconexão, energia esta que está disponível para acionar o gerador de gás mesmo após um volume de aco- modação maior ter se tornado disponível. Os arcos de baixa energia expan- dem após ser liberado o volume de acomodação adicional. É possível pro- porcionar que o volume de acomodação, por exemplo, tenha um volume va- riável, dependendo da força do arco. Logo, podem ser proporcionadas câ- maras diferentes que estejam conectadas em etapas, ou pode ser propor- cionada uma câmara que, por si só, permita uma mudança de volume por meio da deformação ou movimento das paredes.

Uma modalidade exemplificativa da invenção será descrita com mais detalhes no texto a seguir e será ilustrada esquematicamente nos de- senhos, em que:

A Figura 1 mostra um arranjo de um arranjo de desconexão em

um dispositivo limitador de picos

A Figura 2 mostra uma seção através do arranjo de desconexão no estado não operado,

A Figura 3 mostra o arranjo de desconexão em uma primeira fase de operação do arranjo de desconexão, e

A Figura 4 mostra o arranjo de desconexão em uma segunda fase durante a operação

A Figura 1 ilustra, esquematicamente, um sistema de grade elé- trica 1. o sistema de grande elétrica 1 está na forma, por exemplo, de um sistema de grade de transmissão de linha aérea de alta voltagem. À guisa de exemplo, as sobrevoltagens podem ocorrer no sistema de grade elétrica 1 como resultado de processos de comutação ou caída de raios. Uma trajeto- ria de corrente de saída 2 com um cabo terra é proporcionada para dissipar tais sobrevoltagens de um condutor 1 no sistema de grade elétrica 1. Para impedir uma falha de aterramento durante a operação normal do sistema de grade elétrica, um dispositivo limitador de picos 3 é conectado na trajetória de corrente de saída. O dispositivo limitador de picos 3 pode ser incorporado em muitas formas diferentes. No presente caso, o dispositivo limitador de picos tem um alojamento eletricamente isolante 4 que é formado, por exem- plo, de porcelana ou de um compósito plástico. À guisa de exemplo, o alo- jamento 4 é essencialmente tubular e é dotado de nervuras em seu exterior para tornar o dispositivo limitador de picos 3 resistente a uso externo. Na extremidade, o alojamento 4 é dotado de encaixes de conexão a que, em um lado, o cabo terra, que vem do condutor elétrico do sistema de grade, é fixa- do. Um arranjo de desconexão 5 é fixado aos outros encaixes de conexão. O arranjo de desconexão 5, como parte da trajetória de corrente de saída 2, carrega a transmissão da corrente de saída 2 ainda mais até um potencial terra. O projeto mais detalhado do arranjo de desconexão 5 e seu método de operação serão descritos com mais detalhes com referência às Figuras 2 a 4.

Uma pilha de blocos de metal-óxido 7 é disposta entre os en- caixes de conexão no interior do alojamento 4 do dispositivo limitador de pi- cos 3. Estes blocos de metal-óxido 7 são varistores que mudam sua impe- dância elétrica como uma função da voltagem aplicada a eles. Assim, é pos- sível ligar e desligar a trajetória da corrente de saída 2 repetidamente por meio do dispositivo limitador de picos 3. Para impedir trajetórias de corrente em paralelo com o arranjo de desconexão 5, o dispositivo limitador de picos 3 é instalado de tal maneira que ele fique eletricamente isolado do potencial terra. Os isoladores de coluna 6 são proporcionados para esta finalidade no presente caso. No entanto, também é possível proporcionar que o dispositi- vo limitador de picos seja mantido, por exemplo, em mastros por meio de elementos isolantes que são projetados de uma outra maneira apropriada.

A Figura 2 mostra uma seção através de um arranjo de desco- nexão 5 de acordo com a invenção. O arranjo de desconexão 5 tem um pri- meiro eletrodo 8 e um segundo eletrodo 9. Os eletrodos 8, 9 são usados pa- ra conectar o arranjo de desconexão 5 na trajetória da corrente de saída 2. Os dois eletrodos são rotacionalmente simétricos e são dispostos ao longo de seus eixos geométricos de rotação 10, com uma separação entre suas extremidades. Um corpo isolante 11 é proporcionado para separar os dois eletrodos 8,9, corpo isolante este que é essencialmente cilíndrico e oco e está, similarmente, alinhado coaxialmente com relação ao eixo geométrico de rotação 10. O segundo eletrodo 9 está inserido, com a interposição de uma cobertura 12, em um recesso que é circunferencial na circunferência interna do corpo isolante 11. Além do mais, o corpo isolante 11 é interrompi- do por um elemento de impedância 13, fazendo contato com o primeiro e segundo eletrodos 8, 9. O elemento de impedância 13 está na forma de uma resistência não reativa. Se o material isolante para o corpo isolante 11 for escolhido de modo adequado, não há necessidade de usar um elemento de impedância adicional 13. A cobertura 12 se apóia sobre o segundo eletrodo 9 e o cobre completamente na direção do primeiro eletrodo 8.

O segundo eletrodo 9 tem um recesso 14. O recesso 14 está na forma de um orifício cego, que está alinhado coaxialmente com relação ao eixo geométrico de rotação 10. O recesso 14 tem uma seção transversal ampliada em sua extremidade que dá face para o primeiro eletrodo 8. A ex- tremidade do recesso 14 que dá face para o primeiro eletrodo é coberta pela cobertura 12. Neste caso, a cobertura 12 é tipo um abrigo, formando assim um domo que se projeta na direção do primeiro eletrodo 8. Neste caso, a esfera do domo tem um formato essencialmente cônico truncado. A cobertu- ra 12 faz contato eletricamente condutor com o segundo eletrodo 9. O domo que se projeta na direção do primeiro eletrodo 8, reduz o volume de uma área de formação de arco que é proporcionada na região do corpo isolante 11. Uma projeção tipo um cone truncado é formada integralmente no primei- ro eletrodo 8, se projetando para dentro da área de formação de arco 15. O domo que se projeta da cobertura tipo abrigo 12 age, de modo semelhante, como um cone truncado que se projeta para dentro da área de formação de arco 15. Uma primeira zona de ponto de pé de arco 16 é uma segunda zona de ponto de pé de arco 17 são formadas nas projeções cônicas truncadas no primeiro eletrodo 8 e na cobertura 12. As duas zonas de ponto de pé de arco 16, 17, neste caso, têm um contorno externo circular, com os planos do cir- culo estando alinhados a ângulos retos ao eixo geométrico de rotação 10 e estando dispostos a uma distância entre eles nas extremidades.

Um gerador de gás 18 na forma de um cartucho vazio é inseri- do no recesso 14. O gerador de gás 18 neste caso tem um contorno externo essencialmente cilíndrico, sendo dotado de um flange, o que aumenta o di- âmetro, na área de fundo. O gerador de gás 18 é montado em uma mola helicoidal 19 por sua extremidade 14 que dá face para a área de fundo do recesso. A mola helicoidal 19 é pré-carregada e pressiona o fundo do gera- dor de gás 18 contra a cobertura 12. A cobertura 12 centraliza o gerador de gás 18 e também pode ter diferentes formatos. O recesso 14 é dotado de um diâmetro maior em sua extremidade que dá face para o primeiro eletrodo 8. Assim, é possível que o flange radial na área de fundo do gerador de gás 18 seja movido para dentro da área da seção transversal quando a mola heli- coidal 19 for comprimida. Neste caso, aquela área do recesso 14 que tem uma seção transversal maior, é usinada de modo suficientemente profundo tal que qualquer movimento adicional seja bloqueado pelo recesso 14, que está na forma de um orifício cego e a extremidade do gerador de gás 19, que dá face em afastamento do primeiro eletrodo 8, antes de se chocar no flange na área de fundo do gerador de gás 14.

O segundo eletrodo 9 tem um diâmetro reduzido em sua extre- midade que dá face em afastamento do primeiro eletrodo 8. Isso resulta em um ressalto se projetando no segundo eletrodo 9, em que um elemento de disco 20 é colocado. O elemento de disco 20 é fixado em sua posição por grampo 21 na extremidade do segundo eletrodo 9, que é dotado do diâmetro reduzido. O grampo pode, por exemplo, estar na forma de uma porca, que é aparafusada em uma rosca correspondente naquela extremidade do segun- do eletrodo 9 que é dotado do diâmetro reduzido. São proporcionadas fixa- ções na circunferência externa do elemento de disco 20 e aumentam a su- perfície do elemento de disco 20. Isso assegura que uma área superficial de contato maior possa ser conseguida quando o arranjo ilustrado nas Figuras 2 a 4 é embutido em um composto eletricamente isolante, o que tem como resultado que o composto eletricamente isolante, que serve para embutir, adira de uma maneira firme do ponto de vista da torção.

Além do mais, um canal de gás 22 é disposto na cobertura 12.

O canal de gás 22 tem a forma de um orifício que é alinhado coaxialmente com relação ao eixo geométrico de rotação 10. Neste caso, o diâmetro do orifício é escolhido para ser pequeno o suficiente tal que a área de fundo do gerador de gás 18 feche o canal de gás 22. Para assegurar que o canal de gás 22 seja fechado, a mola helicoidal 19 pressiona o gerador de gás 18 contra a cobertura 12.

Embora a Figura 2 ilustre o arranjo de desconexão no estado de descanso, a Figura 3 ilustra o arranjo de desconexão durante a operação, o que eqüivale a dizer que o dispositivo limitador de picos 3 tem sua resis- tência reduzida de modo considerável, por uma voltagem limite foi excedida no sistema de grade elétrica 1, tendo como resultado que agora, uma cor- rente de saída flui para o potencial terra via trajetória de corrente de saída 2, acionada pela sobrevoltagem do sistema de grade. O primeiro eletrodo 8 e o segundo eletrodo 9 são parte da trajetória de corrente de saída 2. O elemen- to de impedância 13 e/ou o corpo isolante 11 são/é proporcionado(s) em uma forma apropriada de modo a controlar a distribuição de potencial entre as zonas de ponto de pé de arco 16, 17. Com condições dielétricas apropri- adas, um arco 23 é formado entre as duas zonas 16, 17. Uma corrente de saída flui. O arco 23 expande o gás que está localizado na área de formação de arco 15. Isso aumenta a pressão na área de formação de arco 15. Se a potência do arco 23 for relativamente baixa e a sobrevoltagem no sistema de grade elétrica já tiver sido dissipada, o arco 23 é extinto. O gás que é expan- dido na área de formação de arco 15 resfria gradualmente de novo.

No entanto, se este não for o caso, então o arco 23 continua a queimar, o que leva a expansão adicional do gás na área de formação de arco 15. Conforme a pressão aumenta, o gás expandido também força seu caminho através do canal de gás 22 e faz pressão contra o fundo do gerador de gás 18. Se a pressão for suficiente, a força de mola da mola helicoidal 19 é superada, a mola helicoidal 19 é comprimida e o gerador de gás 18 é mo- vido em seu recesso 14, que age como um dispositivo de guia, na direção do fundo do recesso 14, que tem a forma de um orifício cego. Dependendo da resistência do arco 23, o gerador de gás é movido, até certo ponto, a partir de sua posição de descanso. Se a sobrevoltagem no sistema de grade elé- trica tiver decaído novamente, o que eqüivale a dizer que a força de aciona- mento para o arco 23 não está mais presente, o arco 23 é extinto e o gás expandido resfria. A carga na mola helicoidal 19 também é diminuída, e no- vãmente força o gerador de gás contra a cobertura 12, tendo como resultado ser possível assumir a posição inicial, conforme está ilustrado na Figura 2.

No entanto, se este não for o caso e uma voltagem ainda acio- nar uma corrente de saída, então isso leva ao arco continuar a queimar, e a aquecimento adicional de gases comutantes. Conforme a temperatura no interior do arranjo de desconexão 3 aumenta, isso leva ao acionamento do gerador de gás 18 como resultado do efeito térmico, como resultado do efei- to da pressão ou como resultado de uma combinação dos dois fatores. Quando o gerador de gás 18 é acionado, o conjunto, que está a um ângulo rígido e existia originalmente entre os dois eletrodos 8, 9, é acionado e a tra- jetória da corrente de saída 2 é interrompida permanentemente. Este arranjo de desconexão 3, neste caso, está irreversivelmente separado em uma plu- ralidade de partes. Quando o arranjo de desconexão é ativado, que é quan- do o gerador de gás 18 responde e um volume de gás muito grande é pro- duzido subitamente, associado a isso, é possível que aconteça a ativação mesmo quando o gerador de gás 18 está sendo movido pela cobertura 12. No entanto, também é possível que a ativação seja proporcionada apenas após o gerador de gás 18 ter atingido a posição final.

Em geral, o acionamento acontece quando está presente uma falha no dispositivo limitador de picos 3.

Claims (14)

1. Arranjo de desconexão (5) tendo um primeiro eletrodo (8) e um segundo eletrodo (9), com o segundo eletrodo (9) tendo um recesso (14) que retém, pelo menos parcialmente, um gerador de gás (18), caracterizado pelo fato de que o recesso (14) é coberto por uma cobertura eletricamente condutora (12).

2. Arranjo de desconexão (5), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a cobertura (12) faz contato eletricamente condutor com o segundo eletrodo (9).

3. Arranjo de desconexão (5), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a cobertura (12) é for- mada como um abrigo.

4. Arranjo de desconexão (5), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o gerador de gás (18) é pressionado no recesso (14) tal que ele pode se mover guiado com relação à cobertura (12).

5. Arranjo de desconexão (5), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o recesso (14) tem a forma de um orifício cego e tem uma seção transversal ampliada em sua extremidade que dá face para cobertura (12).

6. Arranjo de desconexão (5), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que o primeiro eletrodo (8) tem uma primeira zona de ponto de pé de arco (16) e a cobertura (12) tem uma segunda zona de ponto de pé de arco (17).

7. Arranjo de desconexão (5), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a cobertura (12) tem um canal de gás (22).

8. Arranjo de desconexão (5), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a cobertura (12) é posi- cionada em um corpo isolante (11) que separa os dois eletrodos (8, 9) um do outro.

9. Arranjo de desconexão (5), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o primeiro eletrodo (8), o segundo eletrodo (9) e o corpo isolante (11) são embutidos em uma blindagem eletricamente iso- lante.

10. Arranjo de desconexão (5), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que os dois eletrodos (8,9) são formados de modo rotacionalmente simétrico com relação a um eixo geométrico de rotação (10) e são separados entre si na extremidade, sem serem coincidentes.

11. Arranjo de desconexão (5), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o arranjo de des- conexão (5) é incluído em uma trajetória de corrente de saída (2) que pode ser controlada por meio de um dispositivo de eliminação de picos (3).

12. Método para operar um arranjo de desconexão (5), que tem um primeiro eletrodo (8), um segundo eletrodo (9) e um gerador de gás (18), caracterizado pelo fato de que - um arco (23) é criado se uma voltagem limite é excedida entre uma primeira zona de ponto de pé de arco (16) e uma segunda zona de pon- to de pé de arco (17), - em que o arco (23) faz com que o gás expanda - em que um volume de acomodação adicional para o gás é a- cessível, dependendo do gás expandido.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o gerador de gás (18) é movido em um dispositivo guia (14) por meio do gás.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracteri- zado pelo fato de que o gerador de gás (18) é acionado durante ou após o movimento do gerador de gás (18).