BRPI0917032B1

BRPI0917032B1 - Circuito elétrico confinado e isolado para impedir resíduo de produto de componente de danificar ou prejudicar outros componentes ou circuitos próximos

Info

Publication number: BRPI0917032B1
Application number: BRPI0917032-4A
Authority: BR
Inventors: Ronald Hotchkiss; Richard Hotchkiss; Ricky Fussell; Andrea Haa
Original assignee: Surge Supression Incorporated
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2009-08-08
Publication date: 2019-03-06
Also published as: US8107207B2; WO2010017535A3; WO2010017535A2; CA2767978C; US20100033885A1; EP2332398A4; PE20110646A1; BRPI0917032A2; EP2332398A2; US8107208B2; CR20110120A; EP2332398B1; CL2011000271A1; CA2767978A1; US20080304200A1; CO6351840A2

Abstract

circuito elétrico confinado e isolado para impedir resíduo de produto de componente de danificar ou prejudicar outros componentes ou circuitos próximos. a presente invenção refere-se a um circuito elétrico encapsulado que está incluído dentro de um receptáculo e possui uma primeira e uma segunda camada de fibra de vidro que é colocada sobre uma superfície de cima do circuito elétrico encapsulado. uma tampa do receptáculo lacra o 10 circuito elétrico dentro do mesmo e uma abertura formada em uma parede lateral permite que a fiação do conjunto de circuitos se estende para fora do mesmo. a primeira camada de fibra de vidro é uma camada tecida enquanto a segunda camada de fibra de vidro é uma do tipo enchimento. a fiação do conjunto de circuitos rompe a primeira camada de fibra de vidro tecida antes de se estender para fora através da abertura no receptáculo. a primeira camada de fibra de vidro é dobrada dentro e ao redor do receptáculo e adere ao lado interior do receptáculo pela conexão com o material de encapsulamento enquanto ele endurece. em uma concretização preferida, o circuito elétrico em combinação com o material de isolamento é utilizado dentro de um dispositivo de supressão de sobretensão temporária.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CIRCUITO ELÉTRICO CONFINADO E ISOLADO PARA IMPEDIR RESÍDUO DE PRODUTO DE COMPONENTE DE DANIFICAR OU PREJUDICAR OUTROS COMPONENTES OU CIRCUITOS PRÓXIMOS.

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um aparelho para proteger circuitos elétricos dos efeitos de resíduo de produto componente devido à falha do circuito. Mais particularmente, ela refere-se a um aparelho para proteger circuitos elétricos encapsulados confinados dentro de receptáculos, os quais tipicamente 10 podem empregar o conjunto de circuitos de supressão de sobrepressão de tensão ou outros conjuntos de circuitos semelhantes utilizados na suavização de anomalias elétricas e de condições anormais nos dispositivos com os quais o conjunto de circuitos de supressão de sobrepressão de tensão está conectado, de resíduo de produto componente ao qual podem ser sujeitos ao envolver o 15 conjunto de circuitos quando ocorre uma falha de qualquer circuito particular.

Técnica Antecedente

A falha de componente em placas de circuito de todos os tipos é muito bem conhecida na técnica anterior. Algumas falhas de componente podem ter pouco ou nenhum efeito sobre o próprio circuito e/ou o conjunto de cir20 cuitos envolvente. Entretanto, em outros conjuntos de circuitos, a falha de componente pode ter efeitos devastadores sobre a placa de circuito específica contendo o componente com falha ou uma placa de circuito envolvente, sobre o painel do circuito ou sobre equipamento elétrico muito próximo do mesmo.

O conjunto de circuitos que é especificamente projetado para fa25 lhar em certas circunstâncias pode ser encontrado nos dispositivos de Supressão de Sobrepressão Transitória de Tensão (TVSS), também conhecidos como Dispositivos de Proteção de Sobrepressão de Tensão (SPD). Estes dispositivos são bem conhecidos na técnica anterior. Os dispositivos TVSS são utilizados com computadores, outros tipos de equipamento elétri30 co e com circuitos elétricos para protegerem contra sobrepressão de tensão de linha elétrica e de outras anomalias elétricas transitórias que podem ocorrer ao longo da linha de força elétrica com a qual o equipamento ou circuito

Petição 870180162014, de 12/12/2018, pág. 5/13

2/15 está acoplado. As sobretensões ou sobrevoltagens de tensão transitórias resultam em níveis de tensão de pico que ocorrem dentro de uma linha elétrica que é maior do que esta que o equipamento sendo protegido é classificado para manipular (isto é, sobrevoltagens). As anomalias elétricas transi5 tórias incluem outros tipos de ocorrências elétricas na linha elétrica que são consideradas eventos de subciclo que fazem o equipamento operar de forma imprópria ou falhar completamente (isto é, sobrecorrentes e similares). As sobretensões ou sobrevoltagens de tensão transitórias têm se tornado mais problemáticas no mundo elétrico sofisticado atual em que equipamento 10 computadorizado sensível requer uma tensão de alimentação constante e regulada.

Vários tipos de sobretensões de tensão que podem afetar um dispositivo ou circuito elétrico podem ocorrer a qualquer momento dentro de uma linha elétrica, e incluem Sobrevoltagens Temporárias, e condições a15 normais tais como Sobrevoltagens de Fase Plena e Sobrevoltagem de Corrente Limitada. É desejável suprimir qualquer tensão ou corrente em excesso que ocorra em um circuito elétrico que tenha sido perturbado. Estudos pelo Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE) apresentaram linhas de força de 120 Volts alcançando tão alto quanto 5.600 Volts. A su20 pressão destas sobrevoltagens e de outras anomalias elétricas transitórias é altamente desejável, e em vários casos crítica, para a operação do dispositivo elétrico, computador ou circuito elétrico.

As sobrevoltagens e sobretensões de tensão transitórias podem ocorrer devido a vários fatores, os quais incluem, mas não estão limitados às 25 anomalias internas e às anomalias externas, tais como greve relâmpagos, sobrecargas de circuito, atividade na rede da companhia de energia, falha temporária ou permanente do condutor neutro, recuperação a partir de reduções de tensão, apagões e interrupção do circuito por erro humano simples. Desde que as sobrevoltagens e sobretensões de tensão transitórias são 30 muito comuns, mas difíceis de predizer, é imperativo ter um dispositivo TVSS online em todos os momentos protegendo as peças almejadas do equipamento ou circuito elétrico. Deixar o equipamento desprotegido pode

3/15 resultar em uma consequência devastadora em que o equipamento é temporariamente deixado fora de linha, severamente danificado ou completamente destruído. Este resultado podería ser prejudicial para hospitais, polícia, e unidades de bombeiro e resgate, militares e outras entidades de funciona5 mento crítico que não podem se permitir ficar fora de linha durante qualquer período de linha. Portanto, é crítico suprimir estas sobretensões ou anomalias e minimizar o seu efeito sobre o equipamento elétrico que elas são responsáveis por proteger.

Entretanto, é entendido que mesmo os dispositivos TVSS melho10 res, mais complexos, mais redundantes, não são cem por cento eficazes contra todos as sobretensões de linha elétrica e anomalias transitórias. Entretanto, suprimir o máximo destas sobretensões e transitórias mais provavelmente irá resultar em uma vida útil mais longa para o equipamento elétrico que o dispositivo TVSS está protegendo. Também irá ajudar minimizar 15 qualquer possível tempo de inatividade.

Vários dispositivos TVSS, e em particular, dispositivos de estado sólido, empregam varistores de óxido metálico (MOVs) para proporcionar uma relação de tensão elétrica / corrente não linear para manipular a supressão da sobrepressão. Entretanto, existem outros dispositivos TVSS, os 20 quais empregam diodos de avalanche de silício (SADs), diodos zener, células de selênio e capacitores de alta tensão elétrica para a supressão de sobretensões. Em outros dispositivos TVSS, tubos de descarga de gás são empregados para o componente de supressão de sobrepressão. Dispositivos TVSS projetados para MOV são favorecidos em relação aos vários ou25 tros componentes de supressão de sobrepressão devido à sua habilidade de poderem ser utilizados em aplicações de baixa tensão elétrica, tal como, por exemplo, sistema de distribuição de energia CA possuindo uma tensão operacional normal e nominal menor do que ou cerca de 600 volts CA (660 VCA).

Os MOVs atuam como um tipo de desviador de corrente para o dispositivo TVSS. Sob condições normais, os componentes de supressão de sobrepressão do dispositivo TVSS, tal como MOVs, puxam muito pouca

4/15 corrente. À medida que o nível de tensão elétrica aumenta através do dispositivo TVSS, até um nível maior do que a tensão elétrica do sistema e do que esta que o equipamento que ele está protegendo é projetado (classificado) para manipular, a impedância do circuito TVSS cai de forma significativa, 5 efetivamente causando condução elétrica através dos componentes de supressão de sobrepressão ou MOVs. Desde que a impedância muito baixa é requerida na supressão de sobrepressão de tensão elétrica, este resultado é altamente desejável. O resultado deste esquema de desvio de corrente é a absorção do sobrepressão de tensão elétrica pelos MOVs. A energia absor10 vida pelos componentes de supressão de sobrepressão, tais como os

MOVs, é dissipada como calor. Em alguns casos (uma condição de sobretensão sustentada), o calor se eleva até um nível que causa que o MOV, ou outro componente de supressão de sobrepressão, queime, derreta ou exploda. Apesar do resultado desejado da supressão de sobrepressão de tensão 15 elétrica poder ter sido realizado, o derretimento, queima ou explosão do

MOV pode causar outros problemas que devem ser endereçados. Por exemplo, o MOV pode vaporizar, o que pode resultar em plasma sendo formado, o qual, por sua vez cria um novo condutor elétrico. Esta nova condução elétrica destrói o propósito do dispositivo TVSS resultando em dano para 20 o equipamento para o qual o dispositivo TVSS é projetado para proteger por deixar passar a sobrepressão de tensão elétrica ou a transitória que era pretendido que fosse suprimido pelo TVSS. Adicionalmente, o fim inaceitável das condições de vida útil pode causar dano para o equipamento que se pretendia proteger com o TVSS, bem como para o equipamento circundante 25 próximo do local de instalação do TVSS. Por estas razões, é imperativo proporcionar um mecanismo para o dispositivo TVSS que permitiría ao mesmo operar até um nível que proporcione supressão adequada de sobrepressão de tensão elétrica transitória ao mesmo tempo em que proporcionando a habilidade de ser colocado fora de linha para evitar a falha do dis30 positivo TVSS ou perigos ambientais em casos em que os componentes do dispositivo de proteção do sobrepressão estão alcançando o seu fim de vida útil. Em outras palavras, é desejável proporcionar uma maneira na qual o

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dispositivo TVSS, ou outros dispositivos semelhantes, possa falhar de forma segura, de outro modo conhecido como modos aceitáveis de falha ou condições aceitáveis de fim de vida útil. Além disso, nestas situações em que modos aceitáveis de falha ou condições aceitáveis de fim de vida útil 5 resultam em resíduo do produto componente sendo projetado e desse modo depositados no conjunto de circuitos envolvente, é desejável conter tais resíduos e minimizar ou eliminar o dano para o conjunto de circuitos envolvente.

Para evitar o problema associado com a destruição do compo10 nente de supressão de sobrepressão (isto é, MOV), o que pode causar a falha do dispositivo TVSS, foram alcançados avanços para os dispositivos TVSS, incluindo, mas não limitados aos melhoramentos do receptáculo do dispositivo para suprimir ou conter a formação de plasma e a provisão de conjunto de circuitos de fusível para proibir a queima do MOV. A Patente US 15 5.488.534 para Rau e outros, endereça ambas as questões. Para inibir a formação de plasma, uma cobertura plástica e o receptáculo são utilizados para o módulo TVSS, fios de prata servem como fusíveis ou ligações fusíveis, desde que eles são conhecidos como possuindo um nível inferior de energia de oxidação ao do cobre e do alumínio, e comprimentos mais longos 20 são utilizados para os fios fusíveis, o que eleva os níveis de redescarga de tensão elétrica, desse modo reduzindo a formação de arco que pode ocorrer em uma situação de derretimento do fio. Neste dispositivo da técnica anterior, um fio fusível é utilizado para cada MOV que é empregado. Apesar disto poder ser apropriado quando empregando pequenos fusíveis térmicos para 25 cada MOV, isto seria mais difícil se utilizando fusíveis classificados para correntes mais elevadas. Desse modo, o uso de um fusível classificado para corrente para cada MOV iria requerer que um receptáculo maior fosse empregado. Para estes circuitos que exigem um nível significativo de supressão de sobrepressão de tensão elétrica transitório, o tamanho de tal disposi30 tivo não seria aceitável para a maior parte das aplicações com a necessidade moderna atual de exigências de espaço limitado. Adicionalmente, mesmo se o dispositivo TVSS pudesse ser fabricado para ser compacto devido a

6/15 uma quantidade mínima de componentes de supressão de sobretensões sendo empregados, e, portanto, um número mínimo de fusíveis sendo empregado, os requerimentos de espaço dentro do ambiente em que o dispositivo é empregado ainda poderia ditar que o dispositivo desta referência da 5 técnica anterior é muito grande (isto é, os requerimentos de espaçamento confinado de uma embarcação naval). Além disso, o uso de um fusível classificado para corrente para cada MOV provavelmente causaria que o dispositivo TVSS constantemente ficasse fora de linha devido ao tempo rápido da resposta de atuação dos fusíveis classificados para a corrente-padrão.

Isto, obviamente, iria prejudicar todo o propósito do dispositivo TVSS. Por outro lado, se somente fusíveis térmicos fossem empregados, então os problemas associados com um dispositivo TVSS não executando que alcançou o seu fim de vida útil devido às condições de sobretensão anormais de alta corrente, ainda existiríam desde que os fusíveis térmicos somente funcionam em nível de componente para tornarem os componentes MOV sobreaquecidos fora de linha. Colocado de forma simples, o uso de fusíveis térmicos somente em nível de componente é inadequado para as necessidades atuais na tecnologia de supressão de sobrepressão de tensão elétrica transitório. Outro aspecto desta referência da técnica anterior, quanto à questão de 20 detenção de resíduo de produto componente, se relaciona com o uso de um material de enchimento de areia e epóxi, o qual é utilizado para preencher espaços e vazios para impedir o espalhamento de qualquer plasma criado devido à falha do componente ou à limpeza do fio fusível. Entretanto, o uso de tal material de enchimento é muito limitativo pelo fato de que uma vez 25 que ele seja aplicado para o circuito, ele não pode ser removido para alterar reparos simples do dispositivo.

Outros avanços tentados na técnica anterior em relação à segurança melhorada para os circuitos de supressão de sobrepressão podem ser vistos no Pedido de Patente Europeu N^a 07250027.5 (Publicação N² EP 1 30 806 818 A2), em que cortes térmicos são empregados e desenhos ou orientações revisadas dos componentes são escolhidos para reduzir o risco de queima através do fechamento externo no caso em que os componentes

7/15 elétricos, tal como MOVs, sobreaqueçam. Entretanto, os desenhos e/ou orientações revisados dos componentes podem limitar o que pode ser colocado em uma placa de circuito específica e não é um modo ideal de resolver o problema de retenção do resíduo do produto componente.

Outros avanços tentados na técnica anterior, tal como a Patente US 6.184.464 para Liptak e outros, colocaram materiais restritivos e / ou elásticos ao redor de uma placa de circuito antes de ela ser encapsulada com um material, o qual é derramado sobre a placa de circuito e o material restritivo e/ou elástico e então deixado endurecer. Apesar de isto ter proporcionado uma camada protetora adicional, isto novamente é limitante pelo fato de que nenhuma modificação para o dispositivo, para a placa de circuito ou para as camadas de material podem ser feitas uma vez que ele seja encapsulado dentro do material de encapsulamento.

Em vista de tudo dito acima, melhoramentos são claramente necessários na técnica de proteger placas de circuito e dispositivos em geral, os quais empregam conjuntos de circuitos que são conhecidos, ou projetados para sobreaquecer de forma proposital ou falharem em certos eventos ocorrendo, como estes mais frequentemente vistos nos dispositivos de supressão de sobrepressão e em dispositivos similares.

Descrição da Invenção

Foi inventado um novo sistema de isolamento para uso com circuitos elétricos, o qual supera as deficiências vistas na técnica anterior. Apesar de nosso novo sistema de isolamento poder ser utilizado com uma ampla variedade de circuitos elétricos, ele é mais bem empregado com circuitos elétricos que estão confinados dentro de um receptáculo. Adicionalmente, enquanto melhor utilizado com circuitos elétricos confinados, o novo sistema de isolamento da presente invenção é mais bem utilizado com o conjunto de circuitos de supressão de sobrepressão utilizado em dispositivos, tais como dispositivos TWS. Entretanto, nada neste documento limita o uso de nosso novo sistema de isolamento com somente circuitos de supressão de sobrepressão confinados.

Nosso novo sistema de isolamento emprega um receptáculo pa

8/15 ra receber um circuito elétrico, tal como, a título de exemplo, um circuito de supressão de sobrepressão. O tamanho e o formato do receptáculo são dependentes do tamanho e / ou da orientação da placa ou das placas de circuito empregadas. Cada circuito é encapsulado com um material de encapsu5 lamento que é para ser derramado molhado sobre a placa de circuito e deixado endurecer. Enquanto em uma concretização preferida o receptáculo possui pelo menos uma abertura para permitir que fios associados com o circuito encapsulado se projetem através do receptáculo, os fios podem permanecer internos para a conexão com tiras terminais e, portanto, não se 10 projetarem através do receptáculo através da pelo menos uma abertura.

O novo sistema de isolamento da presente invenção também emprega pelo menos duas camadas adicionais de isolamento de fibra de vidro, de modo que uma primeira camada de fibra de vidro é colocada sobre uma superfície de cima do circuito encapsulado e alojada dentro e ao redor 15 da placa de circuito que tipicamente é posicionada ao longo ou próxima de uma superfície de baixo do receptáculo. A primeira camada de fibra de vidro pode ser afixada junto ao circuito na pelo menos uma borda pela aplicação da camada de fibra de vidro junto ao circuito encapsulado enquanto o material de encapsulamento ainda está molhado e ainda não endureceu. Em 20 uma concretização preferida, a primeira camada de fibra de vidro é uma folha tecida de fibra de vidro. Adicionalmente, fios a partir do circuito encapsulado são passados através do tecido de fibra de vidro e para fora através da abertura no receptáculo, de modo que uma parte do tecido de fibra de vidro preencha a abertura do receptáculo.

Uma segunda camada de fibra de vidro é então colocada sobre uma superfície de cima da primeira camada de fibra de vidro, de modo que a segunda camada de fibra de vidro preencha a maioria de qualquer espaço livre resultante dentro do receptáculo e até uma superfície de baixo de uma parte de cima ou parte de tampa, que lacra o receptáculo. Em uma concreti30 zação preferida, a segunda camada de fibra de vidro é um acolchoado de fibra de vidro (ou felpa) que é geralmente mais flexível do que a primeira camada de fibra de vidro tecida.

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Breve Descrição dos Desenhos

Esta invenção pode ser mais bem entendida pelos versados na técnica por referência à descrição detalhada seguinte, quando considerada em conjunto com os desenhos acompanhantes, em que:

a figura 1 é um diagrama elétrico esquemático de um novo circuito utilizado no dispositivo TVSS da presente invenção;

a figura 2 é uma vista em perspectiva de um receptáculo confinando o novo circuito do dispositivo TVSS da presente invenção;

a figura 3 é uma vista explodida do receptáculo confinando o novo circuito do dispositivo TVSS empregando três fusíveis;

a figura 4 é uma vista em perspectiva dos três pares de fusíveis soldados juntos a uma placa de circuito;

a figura 5 é uma vista explodida do receptáculo confinando o novo circuito do dispositivo TVSS empregando dois fusíveis;

a figura 6 é uma vista em perspectiva de uma concretização preferida da presente invenção;

a figura 7 é uma vista em seção transversal da concretização preferida da presente invenção ao longo das linhas 7-7 da figura 6, ilustrando uma placa de circuito encapsulada com duas camadas de material de isolamento dispostas dentro do receptáculo;

a figura 8 é uma vista parcialmente explodida da concretização preferida da presente invenção ilustrando as duas camadas de material de isolamento da presente invenção;

a figura 9 é uma vista detalhada, parcialmente com cortes, de uma abertura formada em uma parede lateral do receptáculo, ilustrando que fios do circuito penetram em uma das camadas do material de isolamento, o qual por sua vez preenche uma parte de uma abertura no orifício;

a figura 10 é uma vista plana de cima de uma concretização alternativa do dispositivo TVSS da presente invenção ilustrando que múltiplas placas modulares podem ser empregadas lado a lado dentro de um único receptáculo;

a figura 11 é uma vista em seção transversal de um receptáculo

10/15 alternativo de outra concretização alternativa do dispositivo TVSS da presente invenção utilizando as novas camadas de isolamento da dita presente invenção; e a figura 12 é uma vista em perspectiva de uma configuração alternativa de uma placa de circuito impresso empregada com o dispositivo TVSS da presente invenção.

Melhor Modo para Realizar a Invenção

Por toda a descrição detalhada, os mesmos números de referência referem-se aos mesmos elementos em todas as figuras.

Referindo-se à figura 1, um diagrama elétrico esquemático é apresentado ilustrando um circuito de supressão de sobrepressão transitório com o fusível 10 empregado com um dispositivo de supressão de sobrepressão de tensão elétrica transitório da presente invenção. Como apresentado, o circuito 10 emprega vários Varistores de Óxido Metálico (MOVs) V1 até V20 dispostos em três colunas (uma para cada fase de uma linha trifásica), mas eletricamente acoplados em paralelo. É entendido que nada neste documento limita o uso deste novo circuito com linhas de fase única ou bifásicas. É adicionalmente entendido que qualquer número de MOVs ou de componentes de supressão de sobrepressão similares pode ser empregado por coluna. Além disso, o número de colunas pode variar dependendo dos modos de proteção para a aplicação de supressão de sobrepressão. As figuras. 1 até 3 ilustram uma concretização preferida em que uma linha trifásica é empregada possuindo a fase A, fase B, fase C, neutro e terra.

Cada MOV V1 até V20 possui o seu próprio fusível térmico VF1 até VF20, respectivamente, acoplado em série com o seu MOV (neste documento, conjuntamente numerados 28). Na concretização preferida, os fusíveis térmicos VF1 até VF20 estão confinados dentro do corpo do componente de cada MOV V1 até V20, respectivamente. Um conjunto de três LEDs, LED1 até LED3, um para cada fase da linha trifásica, é empregado para indicar que uma falha pode ter ocorrido com qualquer uma das três colunas de MOVs associados com uma dada fase da linha trifásica. Um conjunto de três resistores, R1, R2 e R3 também é empregado em série com o

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LED1, LED2 e LED3, respectivamente.

Com referência continuada à figura 1, é apresentado que três fusíveis classificados para sobrepressão, F1, F2, e F3 (coletivamente, individualmente numerados 30) são empregados, em que um fusível é proporcionado para cada fase da linha trifásica. Como apresentado, os fusíveis F1, F2 e F3 estão todos acoplados diretamente com os terminais de força da linha elétrica trifásica e também estão acoplados diretamente, de forma muito próxima, com o arranjo de MOVs. Isto proporciona um comprimento condutor muito curto para os fusíveis F1, F2 e F3. Na concretização preferida, fusíveis classificados para sobrepressão do tipo virola são empregados, classificados para Formas de Onda de 5 até 100 kA 8x20 uSec, 600 VCA, 200 kA I.R. Estes fusíveis permitem que o dispositivo TVSS suporte um pulso de sobrepressão classificado sem abrir, mas são de limitação de corrente sob condições de curto circuito CA. Nada neste documento limita esta invenção a utilizar fusíveis classificados de forma superior ou de forma inferior para realizar o mesmo resultado para uma aplicação diferente em relação à tecnologia TVSS.

A montagem dos fusíveis F1, F2 e F3 (número 30 na figura 3 e figura 5) na mesma placa de circuito impresso como o arranjo de MOVs e de seus fusíveis térmicos associados permite ao dispositivo TVSS da presente invenção empregar somente uma placa de circuito 18, o que, por sua vez, permite que um receptáculo pequeno seja utilizado.

Referindo-se à figura 2, um receptáculo 12 é apresentado, o qual confina o circuito 10. O receptáculo 12 é fabricado de um material de alto retardamento de fogo para inibir o espalhamento de um incêndio no evento não provável de um derretimento caindo sobre os MOVs no circuito 10. O receptáculo 12 inclui uma cobertura 14, na qual são montados três LEDs, LED1, LED2 e LED3. A cobertura 14 é mantida no local por um conjunto de parafusos 16 em cada canto da cobertura 14.

Referindo-se à figura 3, é apresentada uma vista explodida do receptáculo 12. Como ilustrado, o circuito 10 é confinado dentro do receptáculo 12 e montado sobre uma única placa de circuito impresso (PCB) 18.

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Cada fase de uma linha trifásica, Fase A, Fase B e Fase C, juntas com o

Neutro e o Terra, se acopla com a PCB 18 e possui condutores por fio 34 e o

Neutro e o Terra se estendendo a partir da mesma através de uma abertura no receptáculo 12.

Referindo-se à figura 4, pares de fusíveis do tipo virola 22 são soldados 24 junto aos furos de tamanho adequado 26 na placa de circuito

18. Fileiras de varistores 28 (não apresentados nesta figura 4) são montadas em cada lado dos fusíveis 22. Um terminal circular 32 eletricamente conecta o par de fusíveis do tipo virola 22. O terminal circular 32 pode ser 10 um terminal circular padrão, indicador ou duplo, à medida que necessário.

Os condutores elétricos 34 se conectam com o fusível para o circuito elétrico ser protegido, tal como a fase A, B ou C apresentada nas figuras. 1 a 3.

Referindo-se à figura 5, apenas dois fusíveis 30 são posicionados entre os varistores 28. Estes fusíveis podem ser utilizados para as fases 15 A e B separadas ou podem ser combinados com um terminal em anel 32 para proteger um único circuito.

Outra concretização do sistema de fusíveis inclui a conexão do fusível virola entre duas placas de circuito com furos apropriadamente dimensionados através das mesmas. O fusível ou múltiplos fusíveis podem 20 ser colocados no meio destas placas e soldados no local. Isto irá permitir a conexão dos múltiplos fusíveis a partir e com as múltiplas fases, modos ou componentes de supressão. Os fusíveis serão soldados no local em ambas as placas.

Circuitos ou aspectos adicionais de diagnóstico podem ser em25 pregados com o dispositivo TVSS da presente invenção para alcançar os mesmos resultados do mesmo modo e da mesma maneira.

Referindo-se agora às figuras. 6 e 7, uma concretização do presente novo sistema de isolamento para circuitos elétricos é apresentada. Um receptáculo 36, geralmente de um formato retangular, apesar de recep30 táculos com outros formados poderem ser empregados, é apresentado para a concretização preferida. Como apresentado na vista em seção transversal da figura 7, o receptáculo 36 confina uma placa de circuito elétrico 38 posi

13/15 cionada próxima ou ao longo de uma superfície interna de baixo 40 do receptáculo 36. A placa de circuito elétrico 38 é encapsulada (encapsulada por um composto termofixo) com um material de encapsulamento 42, o qual é derramado molhado sobre a placa de circuito elétrico 38 e deixado endu5 recer. Uma primeira camada de fibra de vidro 44 é drapejada sobre (isto é, colocada sobre) uma superfície de cima da placa de circuito elétrico 38 em um momento quando o material de encapsulamento 42 acabou de ser derramado e, portanto, ainda está molhado (isto é, ainda não endureceu), de modo que uma borda periférica 46 da primeira camada de fibra de vidro 44 10 possa ser colocada dentro e ao redor da placa de circuito 38 e seja permitida a aderir ao material de encapsulamento 42 à medida que ele endurece. Nesta configuração, a primeira camada de fibra de vidro 44 atua como uma placa de circuito de cobertura superior 38. Depois disso, uma segunda camada de fibra de vidro 48 é colocada sobre uma superfície de cima 50 da 15 primeira camada de fibra de vidro 44 e geralmente preenche os espaços de ar restantes dentro do receptáculo 36 sobre e até uma superfície de baixo 52 de uma parte de tampa 54 do receptáculo 36.

Referindo-se à figura 8, é apresentado que, em uma concretização preferida, a primeira camada de fibra de vidro 44 é uma folha tecida de 20 fibra de vidro, enquanto a segunda camada de fibra de vidro 48 é acolchoada de fibra de vidro. Para os propósitos da figura 8, uma vista parcialmente explodida, a parte de tampa 54 do receptáculo 36 não é apresentada, bem como o material de encapsulamento 42.

Adicionalmente à figura 7, e com referência igualmente à figura

9, um conjunto de fios 60, em comunicação com a placa de circuito 38, se projetam através de uma abertura (ou orifício) 56 formada em uma parede lateral 58 do receptáculo 36 para conexão com outro equipamento elétrico (não apresentado). Como apresentado nas figuras 6, 7 e 9, a abertura 56 possui um encaixe com roscas 62 inserido na mesma. Adicionalmente, co30 mo visto na figura 7 e na figura 9, o conjunto de fios 60, inseridos ou passados através do tecido de fibra de vidro da primeira camada de fibra de vidro 44 de modo que uma pequena parte do tecido de fibra de vidro é colocada

14/15 dentro da abertura 56 e desse modo parcialmente enchendo a mesma e separando a área interior do receptáculo 36 do ar ambiente exterior ao redor do receptáculo 36. O encaixe com roscas é utilizado de modo que uma porca de travamento possa ser roscada sobre o receptáculo e utilizada como um alívio de tensão.

Referindo-se agora à figura 10, uma primeira concretização alternativa da presente invenção é apresentada, em que um receptáculo 64 é formatado de modo que ele possa receber e reter vários módulos de placa de circuito elétrico 66. Na concretização alternativa da figura 10, quatro módulos 66 são empregados e são posicionados lado a lado para preencher a superfície de baixo do receptáculo 64. É entendido que, apesar de não apresentado, a primeira e a segunda camada de fibra de vidro 44 e 48, respectivamente, seriam então empregadas como descrito na concretização preferida acima. Adicionalmente à figura 10, um par de aberturas 68 é empregado e pode ser formado nas paredes laterais opostas 70 como apresentado neste documento, apesar de nada neste documento limitar as diferentes configurações para as aberturas 68 e para as aberturas 68 sendo formadas em diferentes paredes laterais, ou formadas na mesma parede lateral, ou utilizando mais ou menos do que duas aberturas. Os conjuntos de fios 60, como na concretização preferida, se projetam através das aberturas 68.

Em uma segunda concretização alternativa, um receptáculo alto 72 é empregado, como apresentado na figura 11. Em tal concretização, uma série, por exemplo, de três placas de circuito elétrico 38 é empregada dentro de um receptáculo alto 72 e são empilhadas uma na parte de cima da outra. Todas as placas 38 são encapsuladas com um material de encapsulamento 42 e cada placa possui sua própria primeira e segunda camada de fibra de vidro, 44 e 48, respectivamente, como descrito acima na concretização preferida. Dependendo do número de placas 38 empregadas, isto iria ditar quantas aberturas 56 são empregadas. Na figura 11, uma abertura 56 é formada em uma parede lateral do receptáculo 72. Entretanto, nada neste documento limita o número de aberturas 56 que podem ser formadas no mesmo para permitir que os conjuntos de fios 60 se projetem a partir do

15/15 mesmo.

Referindo-se à figura 12, uma concretização alternativa a esta que é apresentada na figura 4 é apresentada, em que os pares de fusíveis do tipo virola 22 são soldados 24 junto a furos com tamanho adequado 26 na 5 placa de circuito 18, mas orientados ao longo de um plano horizontal em vez de em posição vertical, como estes apresentados na figura 4. Fileiras de varistores 28 são montadas no mesmo.

Elementos equivalentes podem ser substitutos para os elementos expostos acima, de modo que eles executem a mesma função do mes10 mo modo para alcançar o mesmo resultado.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Circuito elétrico confinado e isolado para impedir resíduo de produto de componente de danificar ou prejudicar outros componentes ou circuitos próximos, como resultado de falha do conjunto de circuitos, o circuito elétrico confinado e isolado compreendendo:

a) um receptáculo (12, 36, 64, 72) para confinar pelo menos um circuito elétrico (10, 38, 66), o receptáculo (12, 36, 64, 72) possuindo pelo menos uma abertura (20, 56, 68) formada no mesmo e uma parte de cima para vedar o receptáculo,

b) um material de encapsulamento (42) aplicado e endurecido ao redor do pelo menos um circuito elétrico (10, 38, 66),

c) o pelo menos um circuito elétrico (10, 38, 66) com o material de encapsulamento (42) aplicado ao mesmo posicionado próximo de uma superfície inferior interna (40, 52), do receptáculo (12, 36, 64, 72), caracterizado pelo fato de que:

d) pelo menos uma primeira camada de fibra de vidro (44) colocada sobre uma superfície superior do pelo menos um circuito elétrico (10, 38, 66) com o material de encapsulamento (42) aplicado ao mesmo, um conjunto de fios de conexão (34, 60) do pelo menos um circuito elétrico (10, 38, 66) passado através da pelo menos uma primeira camada de fibra de vidro (44) e para fora através da abertura (20, 56, 68) do receptáculo (12, 36, 64, 72), e

e) pelo menos uma segunda camada de fibra de vidro (48) colocada sobre uma superfície superior da pelo menos uma primeira camada de fibra de vidro (44) de modo que a maior parte de qualquer espaço livre restante dentro do receptáculo (12, 36, 64, 72) seja cheia até uma superfície inferior da parte de cima do receptáculo (12, 36, 64, 72) quando selado.
2. Circuito elétrico confinado e isolado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o receptáculo (12, 36, 72) confina pelo menos uma placa de circuito elétrico encapsulada (10, 38).
3. Circuito elétrico confinado e isolado de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o receptáculo (64) confina duas ou

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2/4 mais placas de circuito elétrico encapsuladas (38) empregadas como módulos (66) e posicionadas ao longo de um plano horizontal comum dentro do receptáculo (64).
4. Circuito elétrico confinado e isolado, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o receptáculo (72) confina duas ou mais placas de circuito elétrico encapsuladas (38) empregadas como módulos e posicionadas ao longo de um plano vertical de modo que uma é posicionada em cima da outra.
5. Circuito elétrico confinado e isolado, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma única primeira camada de fibra de vidro (44) e pelo menos uma única segunda camada de fibra de vidro (48) são posicionadas na parte de cima de cada um dos dois ou mais circuitos elétricos encapsulados (38) posicionados ao longo do plano vertical.
6. Circuito elétrico confinado e isolado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma primeira camada de fibra de vidro (44) é uma camada de fibra de vidro tecida.
7. Circuito elétrico confinado e isolado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma segunda camada de fibra de vidro (48) é uma camada de fibra de vidro acolchoada.
8. Circuito elétrico confinado e isolado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma primeira camada de fibra de vidro (44) possui uma borda periférica (46), a qual é dobrada dentro e ao redor da pelo menos uma placa de circuito elétrico (10, 38, 66) após o encapsulamento ter sido derramado sobre a mesma, mas antes do dito material de encapsulamento (42) ter curado até um estado endurecido.
9. Circuito elétrico confinado e isolado, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que condutores ou fios elétricos (34, 60) associados com a pelo menos uma placa de circuito elétrico (10, 38, 66) são inseridos através da camada de fibra de vidro tecida para conexão com uma tira de terminal ou saem através da abertura (20, 56, 68) no receptáculo (12, 26, 64, 72) de modo que uma parte da camada de fibra de vidro tecida

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3/4 preenche a dita abertura (20, 56, 68).
10. Circuito elétrico confinado e isolado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um único circuito elétrico encapsulado (10) é empregado.
11. Circuito elétrico confinado e isolado, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o circuito elétrico único encapsulado (10) é um circuito de supressão de sobretensão.
12. Circuito elétrico confinado e isolado, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o circuito de supressão de sobretensão (10) compreende:

a) uma placa de circuito impresso (18) montada dentro do receptáculo, a placa de circuito impresso (18) possuindo múltiplos furos passantes com diâmetros variados para recepção de componentes elétricos;

b) uma primeira e uma segunda fileira de varistores de óxido metálico soldados junto à placa de circuito (18) em furos com diâmetros adequados;

c) pelo menos um fusível do tipo vi rola classificado para sobretensão possuindo uma superfície de metal externa eletricamente condutiva soldada diretamente à placa de circuito (18) em um furo com diâmetro adequado entre a primeira e a segunda fileira de varistores; e

e) o conjunto de fios de conexão (34) conectando o fusível tipo virola com um circuito elétrico a ser protegido pelo dito circuito de supressão de sobretensão (10).
13. Circuito elétrico confinado e isolado, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma primeira camada de fibra de vidro (44) é uma camada de fibra de vidro tecida e a pelo menos uma segunda camada de fibra de vidro (48) é uma camada de fibra de vidro acolchoada.
14. Circuito elétrico confinado e isolado, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que condutores ou fios elétricos (34) associados com a pelo menos uma placa de circuito elétrico (10) são inseridos através da camada de fibra de vidro tecida e saem através da abertura

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4/4 (20) no receptáculo (12) de modo que uma parte da camada de fibra de vidro tecida preenche a dita abertura (20).