BRPI1001839A2

BRPI1001839A2 - dispositivo de alta tensão

Info

Publication number: BRPI1001839A2
Application number: BRPI1001839-5A
Authority: BR
Inventors: David Emilsson; Ralf Hartings; Tommy Larsson
Original assignee: Abb Technology Ltd
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2011-07-05
Also published as: CN101930818A; CN101930818B; BRPI1001839B8; RU2010124870A; RU2531259C2; US20100319955A1; ZA201004307B; EP2264719B1; EP2264719A1; BRPI1001839B1; US8471150B2

Abstract

DISPOSITIVO DE ALTA TENSãO. A presente invenção refere-se a um dispositivo de alta tensão para fornecer isolamento elétrico de um condutor estendendo-se através do dispositivo. O dispositivo compreende um isolante oco; um condutor estendendo-se através do isolante oco; e uma disposição de diminuição de gradiente de campo compreendendo um núcleo condensivo e uma blindagem de graduação de tensão. O núcleo condensivo e a blindagem de graduação de tensão são dispostos em torno do condutor dentro do isolante oco em uma maneira, tal que a blindagem de graduação de tensão esteja disposta em torno de pelo menos parte do núcleo de condensador.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE ALTA TENSÃO".

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se ao campo de tecnologia de altatensão, e em particular aos dispositivos de alta tensão, tais como buchaspara fornecer isolamento elétrico de um condutor.

ANTECEDENTES

Buchas de alta tensão são usadas para conduzir corrente emalto potencial através de um plano, freqüentemente referido como um planoaterrado, onde o plano está a um potencial diferente da trajetória da corren-te. As buchas são projetadas para isolar eletricamente um condutor de altatensão, localizado dentro da bucha, do plano aterrado. O plano aterrado po-de, por exemplo, ser um tanque de transformador ou uma parede, tal como,por exemplo, uma parede da sala válvulas de Corrente Contínua em Alta Tensão (HVDC).

A fim de obter uma uniformidade da distribuição de potencialelétrico entre o condutor e o plano aterrado, uma bucha freqüentementecompreende um núcleo condensivo Um núcleo condensivo é um corpo quecompreende tipicamente um número de folhas metálicas coaxiais flutuantes,feitas de material condutor, onde as folhas metálicas são separadas por ummaterial de espaçamento dielétrico, que poderia, por exemplo, ser um papelimpregnado de óleo ou impregnado de resina. Exemplos de buchas compre-endendo um núcleo condensivo são descritas no Documento de Patente EP1798740.

SUMÁRIO

Vários aspectos da invenção são especificados nas reivindica-ções em anexo.

Uma modalidade fornece um dispositivo de alta tensão para for-necer isolamento elétrico de um condutor estendendo-se através do disposi-tivo. O dispositivo compreende um isolante oco; um condutor estendendo-seatravés do isolante oco; e uma disposição de diminuição de gradiente decampo compreendendo um núcleo condensivo e uma blindagem de gradua-ção de tensão. O núcleo condensivo e a blindagem de graduação de tensãosão dispostos em torno do condutor dentro do isolante oco em uma maneira,tal que a blindagem de graduação de tensão esteja disposta em torno depelo menos parte do núcleo de condensador. Com esta modalidade é con-cluído que pode ser usado um núcleo condensivo menor que em uma dispo-sição de diminuição de gradiente de campo compreendendo um núcleo decondensador, mas nenhuma blindagem de graduação de tensão, enquantoobtém o mesmo efeito de graduação de.

O núcleo condensivo tipicamente compreende uma pluralidadede folhas metálicas dispostas coaxialmente estendendo-se ao longo da dire-ção axial do condutor, em que pelo menos uma folha está disposta para terum potencial que está fora dos potenciais da pluralidade de folhas metálicas,mais similar ao potencial de um flange para conectar o dispositivo de altatensão a um plano aterrado. Tal folha(s) metálica(s) é freqüentemente referi-da como a(s) folha(s) metálica(s) aterrada(s). De acordo com uma modalida-de, a blindagem de graduação de tensão estende-se além de pelo menosuma extremidade da folha metálica aterrada na direção axial do condutor,enquanto pelo menos uma outra folha metálica do núcleo condensivo esten-de-se além da extremidade da blindagem de graduação de tensão na mes-ma direção. Assim, é concluído que o núcleo de condensador, bem como ablindagem de graduação de tensão, contribui para a graduação da tensãopara a terra fora do dispositivo de tensão. Além do mais, é concluído que onúcleo condensivo fornece uma uniformidade do campo elétrico entre o con-dutor e a blindagem de graduação de tensão.

Em outra modalidade, a blindagem de graduação de tensão es-tende além de pelo menos uma extremidade do núcleo condensivo na dire-ção axial do condutor. Assim é concluído que a distribuição do campo elétri-co, dentro da blindagem de graduação de tensão na direção radial do condu-tor, é principalmente obtida pelo núcleo de condensador, enquanto a distri-buição do campo elétrico para o solo fora do dispositivo é principalmenteobtida pela blindagem de graduação de tensão.

O dispositivo de alta tensão pode compreender um flange paraconectar o dispositivo de alta tensão em um plano aterrado. A blindagem degraduação de tensão pode estar disposta para estender em ambos os ladosdo flange na direção axial do condutor, ou a blindagem de graduação detensão pode ser confinada a um lado do flange na direção axial do condutor.

Se a blindagem de graduação de tensão estende-se em ambos os lados doflange, o tamanho do núcleo do condensador pode ser reduzido em ambosos lados do flange comparado com um núcleo condensivo de uma disposi-ção de diminuição de gradiente de campo não tendo blindagem de gradua-ção de tensão, desse modo aumentando a redução de tamanho possível donúcleo do condensador.

Em uma modalidade, o dispositivo de alta tensão compreendeuma blindagem de alta tensão disposta em torno do condutor em pelo me-nos uma extremidade do núcleo de condensador. A blindagem de alta ten-são contribui para a redução do gradiente de campo na vizinhança da ex-tremidade do núcleo do condensador. A blindagem de alta tensão poderia,por exemplo, estar disposta na extremidade do núcleo condensivo em umlado de um flange, na direção axial do condutor, em que a blindagem degraduação e tensão se estende.

O dispositivo de alta tensão poderia, por exemplo, ser uma bu-cha. Em um aspecto, uma estação de transformador compreende tal bucha.Em outro aspecto, uma estação de corrente contínua de alta tensão com-preende tal bucha.

Embora vários aspectos da invenção sejam especificados nasreivindicações independentes em anexo, outros aspectos da invenção inclu-em a combinação de quaisquer aspectos apresentados nas modalidadesdescritas e/ou nas reivindicações em anexo, e não somente as combinaçõesexplicitamente descritas nas reivindicações em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma ilustração esquemática de um exemplo de umabucha tendo a disposição de diminuição de gradiente de campo compreen-dendo um núcleo de condensador.

A figura 2 é uma ilustração esquemática de um exemplo de umabucha tendo uma disposição de diminuição de gradiente de campo compre-endendo um núcleo condensivo e uma blindagem de graduação de tensão.

A figura 3 é uma ilustração esquemática de outro exemplo deuma bucha tendo uma disposição de diminuição de gradiente de campocompreendendo um núcleo condensivo e uma blindagem de graduação detensão.

A figura 4 é uma ilustração esquemática de um exemplo de umablindagem de graduação de tensão.

A figura 5a é uma ilustração esquemática de um exemplo deuma bucha em que a blindagem de graduação de tensão estende-se alémdo núcleo condensivo na direção axial do condutor em pelo menos uma ex-tremidade do núcleo de condensador.

A figura 5b é uma ilustração esquemática de exemplo de umabucha em que a blindagem de graduação de tensão é mais curta que o nú-cleo condensivo na direção axial do condutor enquanto a blindagem de gra-duação de tensão estende-se além da folha metálica aterrada na direçãoaxial do condutor em pelo menos uma extremidade do núcleo de condensador.

A figura 6 é uma ilustração esquemática de um exemplo de umabucha compreendendo uma blindagem de alta tensão disposta em uma ex-tremidade do núcleo de condensador.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A figura 1 ilustra esquematicamente uma bucha 100 compreen-dendo um isolante alongado, oco 105 através do qual estende-se um condutor 110. Em cada extremidade do condutor 110 é fornecido um terminal elé-trico 112 para conectar o condutor 110 aos dispositivos elétricos. A bucha100 da figura 1 além do mais compreende um núcleo condensivo 115.

Um núcleo condensivo 115 compreende um número de folhasmetálicas 120 que são separadas por um material dielétrico sólido, tal como papel impregnado com óleo ou resina. As folhas metálicas 120 são tipica-mente dispostas coaxialmente. As folhas metálicas 120 poderiam, por e-xemplo, ser feitas de alumínio ou outro material condutor. As folhas metáli-cas 120 poderiam ser integradas ao material dielétrico, por exemplo, comotinta condutora em papel, ou separadas do material dielétrico. As folhas me-tálicas 120 e o material elétrico separado podem ser, por exemplo, no forma-to de um cilindro, ou de um cilindro tendo uma parte de extremidade cônicacomo mostrado na figura 1, etc.. Tipicamente, o comprimento axial de umafolha metálica externa 120 é menor que o comprimento axial de uma folhametálica interna 120 a fim de manter uma área similar das folhas metálicasdiferentes 120 em um núcleo condensivo 115. Assim uma parte de extremi-dade cônica do núcleo condensivo 115 é freqüentemente prática.

A(s) folha(s) metálica(s) 120 que terá um potencial que é maissimilar àquela do plano aterrado 130 quando a bucha 100 está em uso daquiem diante será referida como a folha metálica aterrada 120a (embora a folhametálica aterrada 120a não tem que estar em potencial terrestre). A folhametálica aterrada 120a é freqüentemente a(s) folha(s) metálica(s) mais ex-terna de um núcleo condensivo 115.

A bucha da figura 1 ainda compreende um flange 125 no qual oisolante 105 é fixado. O flange 125 pode ser usado para conectar a bucha100 a um plano 130 através do qual o condutor 110 deve estender-se, talplano 130 referido como o plano aterrado. Deve ser notado que o plano ater-rado 130 não tem que ser conectado a terra, mas pode ter um potencial quedifere da terra. No entanto, o termo plano aterrado daqui em diante será u-sado para facilidade de descrição.

Quando a bucha 100 está em uso, o núcleo condensivo 115 atuacomo um divisor de tensão e distribui o campo ao longo do comprimento doisolante 110, desse modo fornecendo uma uniformidade da distribuição depotencial elétrico. Quanto maior a diferença de potencial entre o condutor110 e o plano aterrado 130, maior é o tamanho do núcleo condensivo 115que convencionalmente seria exigido a fim de obter uniformidade suficienteda distribuição de potencial elétrico.

Na figura 2, uma modalidade alternativa de uma bucha 100 éilustrada esquematicamente. A bucha 100 da figura 2 compreende uma dis-posição de diminuição de gradiente de campo compreendendo um núcleocondensivo 115 em combinação com uma blindagem de graduação de ten-são 205 que está disposta em torno de pelo menos parte do núcleo conden-sivo 115 e o condutor 110 dentro do isolante oco 105. A blindagem de gra-duação de tensão 205 está disposta para ter potencial similar a, ou o mesmopotencial que, o flange 125 (e, portanto um potencial similar a, ou o mesmoque, o plano aterrado 130 quando a bucha 100 está em uso). Assim, usandouma terminologia similar como para a folha metálica aterrada 120a e o planoaterrado 130, uma blindagem de graduação de tensão 205 poderia ser refe-rida como uma blindagem de graduação de tensão aterrada 205. A blinda- gem de graduação de tensão 205 e o núcleo condensivo 115 poderiam servantajosamente dispostos coaxialmente.

A bucha 100 da figura 2 poderia, por exemplo, ser usada comouma bucha de parede. Uma bucha de parede é tipicamente usada em apli-cações onde ambos os lados do plano aterrado 130 estão em contato com o ar, tal como quando um condutor 110 deve estender-se através de uma pa-rede de um hall de válvula HVDC. Uma bucha de parede poderia, portantoser dita ter duas partes de lado de ar 210.

Usando uma combinação de um núcleo condensivo 115 e umablindagem de graduação de tensão 205, quando a disposição de diminuiçãode gradiente de campo em uma bucha 100, as demandas de diminuição degradiente de campo no núcleo condensivo 115 serão reduzidas, desde que ablindagem de graduação de tensão 205 fornece redução de gradiente decampo geométrica em torno de pelo menos um lado do plano aterrado 130.Assim, parte da uniformidade da distribuição de potencial elétrico é obtidapelo núcleo do condensador 115, e arte pela blindagem de graduação detensão 205. Portanto, o tamanho de um núcleo condensivo 115 exigido paracerta diferença de potencial entre o condutor 110 e o plano aterrado 130 se-rá menor que o tamanho correspondente de um núcleo condensivo 115 emuma bucha 100 que não inclui uma blindagem de graduação de tensão 205.Assim, o núcleo condensivo 115 de tal disposição de diminuição de gradien-te de campo pode ser reduzido em tamanho comparado com um núcleocondensivo 115 de uma disposição de diminuição de gradiente de campoconvencional compreendendo um núcleo condensivo 115 nenhuma blinda-gem de graduação de tensão.

Um exemplo de uma bucha 100 de acordo com outra modalida-de é esquematicamente ilustrado na figura 3. A bucha 100 da figura 3 é ade-quada para uso como uma bucha de transformador, em cujo caso o planoaterrado 130, do qual a bucha 100 fornece isolamento ao condutor 110, seráum tanque de transformador 300. A bucha 100 da figura 3 pode estender-sedo ar no exterior de um tanque de transformador 300 dentro do tanque detransformador 300. A bucha 100 da figura 3 está disposta para ser fixada aotanque de transformador 300 por meio de um flange 125, o flange 25 sepa-rando assim a bucha dentro da parte do lado de ar 307 no lado de ar da bu-cha 100 e uma parte de lado de transformador 310 no lado de transformadorda bucha 100. Na bucha 100 da figura 3, um isolante oco 105 estende-seprincipalmente no lado de ar do flange 125. A parte do lado do transformador310 da bucha 100 da figura 3 tipicamente será imersa em óleo do transfor-mador ou outra substância eletricamente isolante usada em transformado-res. A bucha 100 da figura 3 poderia alternativamente ser usada em outrosarredores, de modo que a parte do lado de ar 307 da bucha 100 esteja emcontato com alguma coisa diferente de ar, e/ou de modo que a parte do ladode transformador 310 esteja em contato com alguma coisa diferente de óleode transformador. Na extremidade do lado de ar do condutor 110 da bucha100 da figura 3 é fornecido um terminal elétrico 112a para conexão do con-dutor 110 para outros dispositivos elétricos. Na extremidade do lado detransformador do condutor 110 é fornecido um terminal elétrico 112b paraconexão do condutor 110 para os enrolamentos do transformador.

A bucha 100 da figura 3 compreende uma disposição de diminu-ição de gradiente de campo compreendendo um núcleo condensivo 115,disposto em conjunto com uma blindagem de graduação de tensão 205. Nabucha 100 da figura 3, a blindagem de graduação de tensão 205 estende-sedo flange 125 dentro da parte do lado de ar 307 da bucha somente. No en-tanto, em outra implementação, a blindagem de graduação de tensão 205poderia estender-se para dentro da parte do lado de ar 307 e da parte dolado do transformador 310 da bucha.

Como discutido acima, o uso de uma blindagem de graduaçãode tensão 205 em combinação a um núcleo condensivo 115 reduz as de-mandas de graduação de tensão em um núcleo condensivo 115, assim per- mitindo a redução de tamanho do núcleo condensivo 115. A dimensão donúcleo condensivo 115 da figura 3, é consideravelmente reduzida na partedo lado de ar 307 da bucha 100, onde a blindagem de graduação de tensão205 está presente, quando comparado a um desenho de núcleo condensivoconvencional para um propósito similar, enquanto a dimensão do núcleocondensivo 115 na parte do lado do transformador 310 da bucha 100 da fi-gura 3 corresponde basicamente com a dimensão da parte do lado de trans-formador de um núcleo condensivo 115 de uma bucha convencional.

Uma blindagem de graduação de tensão 205 poderia ser feita deum material condutor tal como metal, por exemplo, alumínio, o de plásticorevestido com tinta condutora, ou de qualquer outra estrutura pelo menosparcialmente condutora adequada. A blindagem de graduação de tensão205 poderia, por exemplo, ser no formato de uma blindagem de garganta outubo, e poderia, por exemplo, ser fabricada de metal laminado, por meio detorneamento de pressão de um metal, fundição de um metal, fundição deplástico, ou e, qualquer outra maneira adequada.

Um exemplo de uma blindagem de graduação de tensão 205 émostrado na figura 4. Uma blindagem de graduação de tensão 205, que es-tende-se em ambos os lados de um flange 125 de uma bucha 100, poderiaser fabricada como uma parte única, ou como duas ou mais partes como descrito na W02008/027004. Uma blindagem de graduação de tensão 205poderia vantajosamente ser de um formato rotacional simétrico. Poderia, porexemplo, ser formatado como um cilindro, ter partes convexas, poderia serformatado como um cilindro com uma ou mais partes cônicas como é ilus-trado na figura 4, etc.. Uma extremidade de uma blindagem de graduação de tensão 205 que está disposta para voltar-se para longe do plano aterrado130 poderia vantajosamente ter uma borda arredondada 400, a fim de asse-gurar uma distribuição de potencial uniforme em torno da borda 400.Além de fornecer uma uniformização do campo elétrico, um nú-cleo condensivo 115 atua como um suporte mecânico para o condutor 110de uma bucha 100, de modo que uma folga adequada seja assegurada entreo condutor 110 e quaisquer partes da bucha 100 para a qual uma folga docondutor 110 é exigida (por exemplo, o isolante 105 e a blindagem de gra-duação de tensão 205), mesmo no caso de terremotos ou qualquer outratensão mecânica aplicada na bucha 100. Um núcleo condensivo de dimen-são reduzida 115, que em combinação a uma blindagem de graduação detensão 205 fornece redução de gradiente de campo suficiente, em geraltambém fornece suporte mecânico eficiente para o condutor 110.

Uma disposição de diminuição de gradiente de campo, compre-endendo um núcleo condensivo 115 e uma blindagem de graduação de ten-são 205 terá menos peso que uma disposição de diminuição de gradiente decampo usada para obter a mesma redução de gradiente de campo e queconsiste em um núcleo condensivo 115, e nenhuma blindagem de gradua-ção de tensão 205, desde que o núcleo condensivo 115 usado em combina-ção à blindagem de graduação de tensão 205 pode ser consideravelmentemenor. Assim, a combinação de um núcleo condensivo menor 115 e umablindagem de graduação de tensão 205 gerará menos tensão mecânica emum plano aterrado 130 no qual será fixado. Além do mais, o transporte deuma bucha 100 tendo uma disposição de diminuição de gradiente de campocompreendendo um núcleo condensivo 115 em combinação a uma blinda-gem de graduação de tensão 205 demanda menos em termos de consumode combustível e facilidade de manipular.

Além do mais, a fabricação de um núcleo condensivo menor 115é em geral mais fácil e mais rápido que a fabricação de um núcleo condensi-vo maior 115. As ferramentas usadas no processo de fabricação de grandesnúcleos de condensador 115 precisam tipicamente ser inconvenientementegrandes. Além do mais, o tempo exigido para a fabricação de núcleos decondensador impregnados de resina 115 aumenta com o tamanho crescen-te, desde que o tempo de cura da resina (por exemplo, epóxi) aumenta como volume do núcleo de condensador. Assim, desde que o núcleo condensivo115 possa ser consideravelmente menor quando combinado a uma blinda-gem de graduação de tensão 205, a fabricação de uma bucha 100 tendouma disposição de diminuição de gradiente de campo compreendendo umnúcleo condensivo 115, em combinação a uma blindagem de graduação detensão 205, pode ser mais fácil e mais rápida que a fabricação de uma bu-cha 100 tendo uma disposição de diminuição de gradiente de campo comum núcleo condensivo 115 e nenhuma blindagem de graduação de tensão 205.

Como mencionado acima, o isolante oco 105 de um lado de arde uma bucha 100 pode, por exemplo, conter um gás tendo propriedadestérmicas e dielétricas boas, tal como SF6. Alternativamente, um gel ou umlíquido, tal como óleo, pode substituir completa ou parcialmente o gás comoum meio de enchimento. O gás, gel ou líquido que o isolante oco 105 con-tém tipicamente fornece isolamento elétrico, bem como resfriamento térmico,do condutor 110. Se o núcleo condensivo 115 compreende material dielétri-co impregnado de óleo e o isolante oco 105 contém gás, uma barreia queimpede o gás e o óleo de se misturarem poderia estar disposta em torno donúcleo condensivo 115. Tal barreira poderia, por exemplo, ser feita de ummaterial polimérico tal com o epóxi.

Desde que o comprimento axial do núcleo condensivo 115 possaser reduzido quando o núcleo condensivo 115 é combinado a uma blinda-gem de graduação de tensão 205, o resfriamento térmico do condutor 110pode ser aperfeiçoado comparado a uma bucha 100 tendo a mesmas pro-priedades de diminuição de gradiente de campo, mas nenhuma blindagemde graduação de tensão 205. O gás, gel ou líquido que ocupa o espaço den-tro do isolante oco 105 pode transferir mais calor, desde que acessará umaparte maior do condutor 110, quando o núcleo condensivo 115 é menor. Oefeito de resfriamento do gás, gel ou líquido é assim aperfeiçoado.

A blindagem de graduação de tensão 205 e o núcleo condensivo115 poderiam, por exemplo, ser fixados ao flange 125. Alternativamente, ablindagem de graduação de tensão 205 poderia ser fabricada como umaparte integrada do flange 125. A blindagem de graduação de tensão 205 po-deria juntar na folha metálica aterrada 120a do núcleo condensivo 115, ou ablindagem de graduação de tensão 205 poderia estar disposta tal que existeum espaço entre a blindagem de graduação de tensão 205 e o núcleo con-densivo 115.

A combinação de um núcleo condensivo 115 e uma blindagemde graduação de tensão 205 pode também fornecer vantagens sobre umabucha tendo uma blindagem de graduação de tensão 205 e nenhum núcleocondensivo 115.

O flange 125 e o núcleo condensivo 115 podem fornecer conjun-tamente a separação eficiente das duas partes da bucha 100 estendendo-seem ambos os lados do flange 125. Assim, o meio de enchimento que circun-da nos lados respectivos do flange 125 pode ser separado de modo eficien-te, sem a necessidade de qualquer barreira adicional. Por exemplo, em umabucha de transformador 100 em que o núcleo condensivo 115 é circundadopor SF6 na parte de lado de ar 307 da bucha e por óleo de transformador naparte do lado de transformador 310, o núcleo condensivo 115 pode separarde modo eficiente o SF6 do óleo de transformador. Uma vedação pode seraplicada entre o flange 125 e o núcleo condensivo 115 para aperfeiçoar oefeito de vedação.

Desde que o núcleo condensivo 115 estabiliza mecanicamente ocondutor 110, um condutor 110 de diâmetro menor poderia ser usado queem uma bucha 100 com nenhum núcleo condensivo 115, permitindo um di-âmetro menor da bucha 100.

Também quando o condutor 110 é circundado por um núcleocondensivo 115, as exigências de uniformidade no condutor 110 são reduzi-das na parte do condutor 110 coberta pelo núcleo condensivo 115. A resis-tência dielétrica de um gás dielétrico, tal como SF6 é altamente sensível aheterogeneidades nas superfícies com as quais o gás está em contato. Noentanto, se uma junta do condutor é coberta pelo núcleo condensivo 115, orisco de redução de desempenho dielétrico do gás é eliminado. Portanto,duas ou mais peças de condutor podem ser unidas, em uma maneira demodo que as juntas estejam ocultas sob o núcleo condensivo 115, facilitandoassim a fabricação de uma bucha 100 compreendendo um gás dielétrico.Em uma bucha 100 onde nenhum núcleo condensivo 115 está presente eem que o isolante é enchido com um gás tal como SF6l a sensibilidade dogás limita a imperfeição do condutor 110, e em geral será difícil introduzirjuntas no condutor 110.

Um lado de exemplos diferentes de uma bucha 100 tendo umadisposição de diminuição de gradiente de campo compreendendo um núcleocondensivo 115 e uma blindagem de graduação de tensão 205 são esque-maticamente mostrados nas figuras 5a e 5b. As buchas 100 das figuras 5a e5b poderiam, por exemplo, ser buchas de parede ou buchas de transforma-dor das quais um lado é ilustrado. Na figura 5a, a blindagem de graduaçãode tensão 205 estende-se além do núcleo condensivo 115 na direção axialdo condutor 110. Nesta modalidade, o núcleo condensivo 115 distribui ocampo elétrico em uma maneira uniforme na região entre o condutor 110 e ablindagem de graduação de tensão 205, enquanto a graduação de tensãopara o exterior da bucha 100 é principalmente obtida pela blindagem de gra-duação de tensão 115. A uniformidade do campo elétrico entre o condutor110 e a blindagem de graduação de tensão 205 que é obtida pelo núcleocondensivo 115 assegura que a tensão elétrica do condutor 110 no condutor110 é reduzida. Desse modo, menos considerações em relação à resistênciado condutor 110 a tensão elétrica terão que ser feitas, e um condutor 110 dediâmetro menor poderia em geral ser usado, se desejado, comparado a umabucha 100 em que nenhum núcleo condensivo 115 está presente.

Na figura 5b, a blindagem de graduação de tensão 205 estende-se além da folha metálica aterrada 120a do núcleo condensivo na direçãoaxial do condutor 110, uma parte do núcleo condensivo 115 estende-se alémda blindagem de graduação de tensão 205 nesta direção. O núcleo conden-sivo 115 obtém uma uniformidade do campo elétrico entre o condutor 110 ea blindagem de graduação de tensão 205 também nesta modalidade. Alémdo mais, o núcleo condensivo 115, bem como a blindagem de graduação detensão 205, contribui para a graduação da tensão para o exterior da bucha100. Embora não mostrada, a blindagem de graduação de tensão 205 dasbuchas 100, ilustradas nas figuras 5a e 5b, poderia ter uma borda arredon-dada 400 como mostrado na figura 4.

Aplicando uma blindagem de graduação de tensão 205 em con-junto a um núcleo condensivo 115 a fim de obter redução de gradiente decampo eficiente, o comprimento do núcleo condensivo 115 pode ser consi-deravelmente reduzido quando comparado a um núcleo condensivo 115 deuma bucha em que nenhuma blindagem de graduação de tensão 205 estápresente. As reduções em comprimento de tipicamente 10 a 20%, ou mais,são previstas. O comprimento da folha metálica aterrada 120a poderia serreduzido consideravelmente comparado a um núcleo condensivo convencio-nal 115, por exemplo, em uma maneira de modo que a folha metálica aterra-da 120a não estenda-se consideravelmente além de uma conexão elétricaentre a folha metálica aterrada 120a e o flange 125 (ou outra parte da bucha100 tendo um potencial que é adequado para a folha metálica aterrada120a). Alternativamente, a folha metálica aterrada 120a poderia estender-sealém de tal conexão elétrica. O comprimento axial do núcleo condensivo 115poderia ser reduzido pela redução de comprimento da folha metálica aterra-da 120a, mais uma redução de comprimento do resto das folhas metálicas120 tornada possível como uma conseqüência da redução de comprimentoda folha metálica aterrada 120a (tipicamente, uma área similar das folhasmetálicas diferentes 120 de um núcleo condensivo 115 é desejada). No en-tanto, os núcleos de condensador 115 de comprimento maior podem alterna-tivamente ser usados.

A fim de aperfeiçoar o gradiente de campo em torno da extremi-dade do núcleo condensivo 115, uma blindagem de alta tensão poderia seraplicada. Isto é, mostrado na figura 6, em que um lado de uma bucha 100tendo uma blindagem de alta tensão 600 é esquematicamente ilustrado. Ablindagem de alta tensão 600 da figura 6 está disposta em uma extremidade605 do núcleo condensivo 115, e fornece uma redução do campo na extre-midade do núcleo condensivo 605. A blindagem de alta tensão 600 poderia,por exemplo, ser feita de um metal adequado, tal como alumínio, ou de outromaterial condutor. A blindagem de alta tensão 600 poderia, por exemplo, serfixado no núcleo condensivo 115 ou o condutor 110. A blindagem de altatensão 600 poderia vantajosamente ser de um formato simétrico rotacionaltendo uma superfície lisa voltada para longe do condutor 110. A blindagemde alta tensão 600 poderia, por exemplo, ser um anel circundando o condu-tor 110, ou a blindagem de alta tensão 600 poderia ser de um formato deanel alongado em que a circunferência interna do anel é plana e junta o con-dutor 110, como ilustrado na figura 6, etc.. Na bucha 100 ilustrada na figura6, a blindagem de graduação de tensão 205 se estende além da blindagemde graduação de tensão 600 na direção axial do condutor 110. Uma blinda-gem de alta tensão 600 poderia também estar disposta em uma extremidade605 de um núcleo condensivo 115 que estende-se além da blindagem degraduação de tensão 205.

A blindagem de graduação de tensão 205 e a folha metálica a-terrada 120a do núcleo condensivo 115 poderia, por exemplo, ser dispostapara estar no mesmo potencial elétrico, que poderia ser o mesmo potencialque o flange 125, e desse modo do plano aterrado 130, quando a bucha estáem uso. No entanto, a blindagem de graduação de tensão 205 e a folha me-tálica aterrada 120a poderiam alternativamente ser conectadas em potenci-ais diferentes. Por exemplo, a folha metálica aterrada 120a, ou a blindagemde graduação de tensão 205, ou ambas, poderiam ser conectadas a um pon-to de medição eletricamente separado do potencial do flange 125.

Nas figuras 1 a 6, o isolante oco 105 foi mostrado para ser deformato cônico nas figuras 1 a 6. No entanto, o isolante oco 105 poderia serformatado de qualquer maneira adequada, por exemplo, como um cilindro,como um cilindro com extremidade(s) cônica, etc..

A descrição acima foi feita em termos de buchas de alta tensãopara isolamento de um condutor 110. No entanto, uma disposição de diminu-ição de gradiente de campo compreendendo uma combinação de um núcleocondensivo 115 e uma blindagem de graduação de tensão 205 como descri-ta acima pode também ser usada em outros dispositivos para isolamento deum condutor de alta tensão 110, nem sempre referidos como buchas. Taldisposição de diminuição de gradiente de campo poderia, por exemplo, serútil em uma interface de cabo de alta tensão, ou em uma interface de meca-nismo de distribuição para interfacear um mecanismo de distribuição isoladopor gás como, por exemplo, um transformador, etc.. Um dispositivo de altatensão compreendendo tal dispositivo de diminuição de gradiente de campopoderia compreender o que na descrição acima foi referido como uma partedo lado de ar 210, 307, em que a parte do lado de ar 210, 307 poderia serconectada a, por exemplo, um cabo ou um mecanismo de distribuição isola-do a gás, em vez de ser conectado a outra parte do lado do ar 210 (como nafigura 2) ou a uma parte do lado do transformador 310 (como na figura 3).

Alguém versado na técnica apreciará que a tecnologia apresen-tada aqui que não é limitada às modalidades descritas nos desenhos emanexo e na descrição detalhada seguinte, que são apresentados para pro-pósitos de ilustração somente, mas podem ser implementadas em um núme-ro de maneiras diferentes, e é definida pelas reivindicações seguintes.

Claims

1. Dispositivo de alta tensão para fornecer isolamento elétrico deum condutor estendendo-se através do dispositivo, o dispositivo compreen-dendo:um isolante oco;um condutor estendendo-se através do isolante oco;uma disposição de diminuição de gradiente de campo compre-endendo um núcleo condensivo e uma blindagem de graduação de tensão, onúcleo condensivo e a blindagem de graduação de tensão são dispostos emtorno do condutor dentro do isolante oco em uma maneira, tal que a blinda-gem de graduação de tensão esteja disposta em torno de pelo menos partedo núcleo de condensador.

2. Dispositivo de alta tensão de acordo com a reivindicação 1,ainda compreendendo:um flange para conectar o dispositivo de alta tensão em um pla-no aterrado; em queo núcleo condensivo compreende uma pluralidade de folhas me-tálicas dispostas coaxialmente estendendo-se ao longo da direção axial docondutor, em que pelo menos uma folha metálica esteja disposta para terum potencial que está fora dos potenciais da pluralidade de folhas metálicas,mais semelhante ao potencial do flange; e em quea blindagem de graduação de tensão estende-se, na direçãoaxial do condutor, além de pelo menos uma extremidade de pelo menos umafolha metálica disposta para ter um potencial que é mais similar ao potencialdo flange.

3. Dispositivo de alta tensão de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que:a blindagem de graduação de tensão estende-se além de pelomenos uma extremidade do núcleo condensivo na direção axial do condutor.

4. Dispositivo de alta tensão de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 3, ainda compreendendo:blindagem de alta tensão disposta em torno do condutor em pelomenos uma extremidade do núcleo condensivo.

5. Dispositivo de alta tensão de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 4, ainda compreendendo:um flange para conectar o dispositivo de alta tensão em um pla-no aterrado; em quea blindagem de graduação de tensão está disposta para esten-der em ambos os lados do flange na direção axial do condutor.

6. Dispositivo de alta tensão de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 4, ainda compreendendo:um flange para conectar o dispositivo de alta tensão em um pla-no aterrado; em quea blindagem de graduação de tensão é confinada a um lado doflange na direção axial do condutor.

7. Dispositivo de alta tensão de acordo com a reivindicação 5 ou-6, em que a blindagem de graduação de tensão é eletricamente conectadaao flange.

8. Bucha de alta tensão de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 1 a 7, em que:o isolante oco contém um gás isolante, tal como SF6.

9. Dispositivo de alta tensão de acordo com qualquer uma rei-vindicações 1 a 8,em que:o núcleo condensivo compreende papel impregnado de resinafornecendo isolamento entre as folhas metálicas.

10. Dispositivo de alta tensão de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 9, em que o dispositivo de alta tensão é uma bucha, talcomo uma bucha de parede ou uma bucha de transformador.

11. Estação transformadora compreendendo um dispositivo co-mo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.

12. Estação de Corrente Contínua em Alta Tensão compreen-dendo um dispositivo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.