BRPI1002110A2 - polÍmero detentor de oscilaÇço - Google Patents

Abstract

<B>POLÍMERO DETENTOR DE OSCILAÇçO.<D> A presente invenção refere-se a um detentor de oscilação de polímero que tem: elementos internos incluindo uma pluralidade de resistores não lineares com forma de disco dispostos em uma maneira empilhada, eletrodos dispostos em ambas as extremidades dos resistores não lineares, e uma pluralidade de bastões isolantes acoplando os eletrodos; uma pele externa isolante formada fora de elementos internos por moldagem de uma resina isolante; e placas de metal porosas de forma de disco interpostas entre pelo menos partes dos resistores não lineares.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "POLÍMERODETENTOR DE OSCILAÇÃO".

Referência Cruzada a Pedidos de Patente Relacionados

Este pedido de patente é baseado em e reivindica o benefício deprioridade a partir de Pedido de Patente Japonesa anterior N° 2009-154668,depositado em 30 de junho de 2009; os conteúdos inteiros do qual são aquiincorporados por referência.

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se geralmente a um polímero deten-tor de oscilação.

Antecedentes da Invenção

Em sistema de energia tal como uma linha de transmissão deenergia, uma instalação de energia, ou uma subestação, convencionalmenteum detentor de oscilação é provido para remover excesso de voltagem eproteger o sistema de energia e equipamento elétrico. Entre tais detentoresde oscilação, um polímero detentor de oscilação tem uma estrutura de modoque uma pluralidade de resistores não lineares com forma de disco contendoprincipalmente óxido de zinco seja empilhada, e um eletrodo seja dispostoem cada uma de suas porções de extremidade superior e inferior, por exem-plo. Ainda, para aumento de rigidez, uma pluralidade de bastões isolantespara fixação de resistores não lineares são dispostos ao redor de resistoresnão lineares, e estes bastões isolantes são fixados a uma pluralidade deplacas de metal ou placas isolantes para prevenir deslocamento de posiçãodos mesmos.

Os componentes descritos acima são geralmente chamados deelementos internos. Fora destes elementos internos, uma pele externa iso-Iante é formada por moldagem de uma resina isolante.

No processo de moldagem da resina isolante, a resina isolante éinjetada em uma alta pressão (cerca de 6 MPa a 10 MPa, por exemplo) paraexpelir ar residual na resina isolante e ar ali sugado durante a moldagempara o lado de fora da pele externa isolante, pelo que prevenindo ocorrênciade defeito em aparência.Como descrito acima, quando polímero detentor de oscilação éproduzido, a resina isolante é injetada em uma alta pressão (cerca de 6 MPaa 10 MPa, por exemplo) no processo de moldagem da resina isolante. Ainda,a viscosidade da resina isolante neste momento não é tão alta. A viscosida-de é cerca de 50 Pascal-segundos(Pa* s), por exemplo. Da mesma manei-ra, a resina isolante pode entrar por entre elementos internos. Neste caso, alipode ocorrer uma falha de contato entre faces condutivas, diminuição emcapacidade de absorção de energia devido a redução em áreas condutivasdos resistores não lineares, e similars.

Breve Descrição do Desenho

A figura 1 é uma vista em seção transversa vertical ilustrandouma estrutura de uma primeira modalidade.

A figura 2 é uma vista em seção transversa horizontal ilustrandouma estrutura em seção transversa da primeira modalidade tomada ao longode uma linha A-A na figura 1.

A figura 3 é uma vista em seção transversa vertical ilustrando aestrutura de uma parte principal de uma segunda modalidade.

A figura 4 é uma vista em seção transversa horizontal ilustrandouma estrutura em seção transversa da segunda modalidade tomada ao Ion-go de uma linha B-B na figura 3.

A figura 5 é uma vista em seção transversa vertical ilustrando aestrutura de uma parte principal de uma terceira modalidade.

A figura 6 é uma vista em seção transversa vertical ilustrando aestrutura de uma parte principal de uma quarta modalidade.

A figura 7 é uma vista em seção transversa vertical ilustrando aestrutura de uma parte principal de uma quinta modalidade.

Descrição Detalhada

É um objetivo das modalidades descritas abaixo prover um polí-mero detentor de oscilação capaz de inibir ocorrência de falha de contatodevido à interferência com condução elétrica, diminuição em capacidade deabsorção de energia devido à redução em áreas condutivas, e similares poruma resina isolante que entrou entre elementos internos.Um aspecto do polímero detentor de oscilação tem: elementosinternos incluindo uma pluralidade de resistores não lineares com forma dedisco dispostos em uma maneira empilhada, eletrodos dispostos em ambasextremidades dos resistores não lineares, e uma pluralidade de bastões iso-lantes acoplando os eletrodos; uma pele externa isolante formada fora deelementos internos através de moldagem de uma resina isolante; e placasde metal porosas com forma de disco interpostas entre pelo menos partesdos resistores não lineares.

Daqui por diante, modalidades serão descritas com referênciasaos desenhos.

A figura 1 é uma vista ilustrando uma estrutura esquemática deseção transversa vertical de um polímero retentor de oscilação 100 de acor-do com uma primeira modalidade. A figura 2 é uma vista ilustrando uma es-trutura esquemática em seção transversa horizontal tomada ao longo deuma linha A-A na figura 1. Como ilustrado nestas vistas, o retentor de oscila-ção de polímero 100 tem uma pluralidade de resistores não lineares comforma de disco 1, que são formados de um material contendo principalmenteoxido de zinco, e são dispostos em uma maneira empilhada, por exemplo.Nesta modalidade, placas de metal porosas 2 formadas em um formato dedisco a partir de um metal poroso tendo numerosas bolhas de ar contínuassão dispostas entre todos os resistores não lineares 1.

Como o material de metal poroso para formação de placas demetal porosas 2, por exemplo, um corpo metálico poroso de Ni, Ni-Cr, ousimilar pode ser usado. Por exemplo, Celmet (nome de produto (fabricadopor Sumitomo Electric Toyama Co., Ltd.)) ou similar pode ser usado, que éum corpo de metal poroso tendo um esqueleto de malha tridimensional comouma esponja. As placas de metal porosas 2 preferivelmente têm espessurasde 0,1 mm a 1 mm, que é 0,3 mm nesta modalidade. Ainda, quando um me-tal poroso como Celmet é usado, também é possível usar um tendo umaespessura que é afinada em alguma medida por laminação.

Placas de metal porosas 2 são dispostas em ambas porções deextremidade em uma direção de empilhamento de um corpo empilhado dosresistores não lineares 1 e as placas de metal porosas 2, e eletrodos de me-tal 3a, 3b são dispostos limitando sobre estas placas de metal porosas 2.Uma pluralidade (quatro nesta modalidade) de bastões isolantes 4 acoplan-do estes eletrodos de metal 3a, 3b são dispostos para circundarem a perife-ria do corpo empilhado dos resistores não lineares 1 e as placas de metalporosas 2. Os bastões isolantes 4 podem ser formados de FRP (plásticosreforçados com fibra) ou similares, por exemplo.

Os bastões isolantes 4 podem ter porções de rosca 4a, 4b emambas as porções de extremidade em uma sua direção longitudinal. Umaporção de rosca 4b (a porção de rosca sobre um lado inferior em figura 1) éfixada por aparafusamento em um orifício de parafuso provido no eletrodo demetal 3b. A outra porção de parafuso 4a (a porção parafuso sobre um ladosuperior na figura 1) penetra através de um orifício provido no eletrodo demetal 3a, e uma porca 6 é aparafusada sobre esta porção de parafuso. Αε-sim, os bastões isolantes 4 são fixados de modo a acoplar o eletrodo de me-tal 3a e o eletrodo de metal 3b. Uma resina isolante (resina de silicone nestamodalidade) é moldada fora de assim formados elementos internos de modoa formar uma pele externa isolante 5, pelo que integrando os elementos in-ternos e a pele externa isolante 5.

No detentor de oscilação de polímero estruturado através deempilhamento de resistores não lineares 1 e os eletrodos de metal 3a, 3b, épossível que a resina isolante (resina de silicone) entre em fases condutivas(faces limitando) dos resistores não lineares 1 e os eletrodos de metal 3a, 3benquanto moldando a pele externa isolante 5, pelo que causando uma falhade contato e similares.

Neste ponto, no detentor de oscilação de polímero 100 destamodalidade, mesmo quando a resina de silicone entra nas faces condutivas(faces limitando) dos resistores não lineares 1 e os eletrodos de metal 3a,3b, a resina de silicone pode ser mantida nas bolhas de ar dentro de placasde metal porosas 2, segurando um caminho de condução elétrica atravésdas placas de metal porosas 2. Da mesma maneira, é possível inibir a resinade silicone que entrou em faces condutivas (faces limitando) de interferircom condução elétrica para causar uma falha de contato. Ainda, mantendo aresina de silicone nas bolhas de ar dentro de placas de metal porosas 2, á-reas de contato dos resistores não lineares 1 e as placas de metal porosas 2antes e após a moldagem são feitas iguais, o que também permite inibir o-corrência de diminuição em capacidade de absorção de energia devido àredução em áreas condutivas. Além disso, no processo de moldagem daresina de silicone, uma pressão de injeção suficiente para expelir bolhas dear na resina tal como uma alta pressão (cerca de 6 MPa a 10 MPa1 por e-xemplo) é empregada, que torna possível inibir ocorrência de defeito em a-parência.

O detentor de oscilação de polímero 100, as placas de metalporosas 2 são interpostas entre todos os resistores não lineares 1 e entre osresistores não lineares 1 e os eletrodos de metal 3a, 3b. Entretanto, as pla-cas de metal porosas 2 podem ser dispostas somente entre, por exemplo,partes dos resistores não lineares 1 as quais a resina de silicone pode parti-cularmente facilmente entrar.

A seguir, uma segunda modalidade será descrita com referênciaa figura 3 e figura 4. A figura 3 é uma vista ilustrando uma estrutura em se-ção transversa vertical esquemática de uma parte principal de um detentorde oscilação de polímero 101 de acordo com a segunda modalidade. A figu-ra 4 é uma vista ilustrando uma estrutura em seção transversa horizontalesquemática tomada ao longo de uma linha B-B na figura 3.

Como ilustrado na figura 3 e figura 4, no detentor de oscilaçãode polímero 101 da segunda modalidade, placas de metal porosas 20 têmcada projeção 21 projetando-se em uma direção circunferencial. Projeções21 das placas de metal porosas 20 estão localizadas sobre uma linha reta aolongo de direção de empilhamento dos resistores não lineares 1 entre osbastões isolantes 4. O detentor de oscilação de polímero 101 da segundamodalidade é estruturado similarmente ao detentor de oscilação de polímero100 da primeira modalidade descrita acima exceto este ponto. Assim, as par-tes correspondentes são designadas pelos mesmos numerais referência, eas descrições em duplicata são omitidas.No detentor de oscilação de polímero 101 da segunda modali-dade tendo a estrutura descrita acima, operação e efeitos similares àquelesda primeira modalidade descrita acima podem ser obtidos. Ainda, quandoum trabalho pesado excessivo ocorre enquanto o detentor de oscilação depolímero 101 está em operação, é possível permitir a ocorrência de umadescarga elétrica na porção das projeções 21 das placas de metal porosas20 antes de resistores não lineares 1 serem criticamente danificados. Comoum resultado, a pele externa isolante 5 entre os bastões isolantes 4 e parti-da, e a descarga muda para descarga externa. Da mesma maneira, a possi-bilidade de que um arco ocorra entre os resistores não lineares 1 e os bas-tões isolantes 4 é diminuída, e a poOssibilidade de que dispersão explosivado detentor de oscilação de polímero 101 ocorra pode ser reduzida.

A seguir, uma terceira modalidade e uma quarta modalidade se-rão descritas com referência a figura 5 e figura 6. Como ilustrado na figura 5,em um detentor de oscilação de polímero 102 da terceira modalidade, vale-tadeiras com forma de U 23 são formadas em porções periféricas externas(porções de parede lateral) de placas de metal porosas 22. Como ilustradona figura 6, em um detentor de oscilação de polímero 103 da quarta modali-dade, valetadeiras com forma de V 25 são formadas em porções periféricasexternas (porções de parede lateral) de placas de metal porosas 24. Notarque o detentor de oscilação de polímero 102 da terceira modalidade e o de-tentor de oscilação de polímero 103 da quarta modalidade são estruturadossimilarmente ao detentor de oscilação de polímero 100 da primeira modali-dade exceto estes pontos. Assim, as correspondentes partes são designa-das pelos mesmos numerais de referência, e descrições duplicatas são omi-tidas.

No detentor de oscilação de polímero 102 da terceira modalida-de e o detentor de oscilação de polímero 103 da quarta modalidade estrutu-rados como acima, é possível obter operações e efeitos similares àqueles daprimeira modalidade descrita acima. Além disso, usando as placas de metalporosas 22,24 nas quais sulcos com uma inclinação em uma direção emdepressão tais como os sulcos com forma de U 23 e os sulcos em forma deV 25 são formados, a resina silicone (resina isolante) é guiada ao longo dasparedes laterais inclinadas dos sulcos com forma de U 23 e os sulcos comforma de V 25 quando moldando a resina de silicone, pelo que formandofluxos da resina de silicone conduzindo a porções de centro em uma direçãode espessura das placas de metal porosas 22, 24. Através de tais fluxos daresina de silicone, é possível inibir a resina de silicone fluir nas faces de con-tato das placas de metal porosas 22, 24 com os resistores não lineares 1 eos eletrodos de metal 3a, 3b, e a possibilidade de ocorrência de falha decontato e diminuição em capacidade de absorção de energia podem ser ain-da diminuídas.

A seguir, uma quinta modalidade será descrita com referência afigura 7. Como ilustrado na figura 7, em um detentor de oscilação de políme-ro 104 da quinta modalidade, placas de metal porosas 26 têm sulcos circula-res 27a, 27b em porções planas sobre ambos os lados, que são faces decontato com os resistores lineares 1 ou os eletrodos de metal 3a,3b. Estessulcos circulares 27a, 27b são formados concentricamente com a forma ex-terna das placas de metal porosas 26. Então placas condutoras 10a, 10bfabricadas de metal ou similares são dispostas nestes sulcos circulares 27a, 27b.

No detentor de oscilação de polímero 104 da quinta modalidadetendo a estrutura descrita acima, operações e efeitos similares àqueles daprimeira modalidade descrita acima pode ser obtidos. Ainda, neste detentorde oscilação de polímero 104, os resistores não lineares 1 e os eletrodos demetal 3a, 3b contatam as placas de metal porosas 26 através de áreas circu-lares circundando os sulcos circulares 27a, 27b das placas de metal porosas26, e contatam as placas condutoras 10a, 10b através de porções internasdestas áreas circulares. Da mesma maneira, as áreas condutoras podem seraumentadas, comparadas àquelas da primeira modalidade, e a possibilidadede ocorrência de diminuição em capacidade de absorção de energia podeser ainda reduzida.

A seguir, em relação ao detentor de oscilação de polímero 100da primeira modalidade descrita acima, resultados de exame de relação en-tre o estado de orifícios (o número de células (número por polegada)) dasplacas de metal porosas 2 e a capacidade de absorção de energia será des-crita. Como as placas de metal porosas 2, são preparados quatro tipos deplacas de metal porosas 2, um com o número de células sendo 56 por pole-gada (razão de área de superfície = 7,5 mm2 / mm3), uma com o número decélulas sendo 67,2 por polegada (razão para área de superfície = 9 mm2 /mm3), uma com o número de células sendo 75 por polegada (razão paraárea de superfície = 10 mm2 / mm3), e uma com o número de células sendo373 por polegada (razão para área de superfície = 50 mm2 / mm3), e corren-te de pulso de 65 kA foi conduzida duas vezes através de cada uma dasmesmas. Então o estado do resistor não linear 1 foi visualmente observado,de modo a julgar passagem ou falha de capacidade de absorção de energiade cada placa de metal porosa 2. Seus resultados são mostrados na tabela1.

Tabela 1

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Como mostrado na tabela 1, não houve problema encontrado noexame descrito acima de capacidade de absorção de energia quando trêstipos de placas de metal porosas 2 foram usados, as quais são uma com onúmero de células sendo 67,2 por polegada (razão para área de superfície =9 mm2 / mm3), uma com o número de células sendo 75 por polegada (razãopara área de superfície - 10 mm2 / mm3), e uma com o número de célulassendo 373 por polegada (razão para área de superfície = 50 mm2/ mm3).

Por outro lado, quando a placa de metal poroso 2 com o númerode células sendo 56 por polegada (razão para área de superfície = 7,5mm2/mm3) foi usada, rompimento ocorreu nos resistores não lineares 1 atra-vés de uma vez de condução de corrente em pulso. Por isso, para um deten-tor de oscilação de polímero requerendo resistência à corrente de pulso de65 kA ou maior, é preferido que as placas de metal porosas 2 com o númerode células maior que 56 por polegada (razão para área de superfície = 7,5mm2/miTi3) sejam usadas, e é mais preferido que placas de metal porosas 2com o número de células igual a ou maior que 67,2 por polegada (razão paraárea de superfície = 9 mm2/mm3) sejam usadas.

Como descrito acima, de acordo com modalidades, é possívelprover um detentor de oscilação de polímero capaz de inibir ocorrência defalha de contato devido à interferência com condução elétrica, diminuição emcapacidade de absorção de energia devido à redução em áreas condutoras,e similares por uma resina isolante que penetrou entre elementos internos.

Embora certas modalidades tenham sido descritas, estas moda-lidades foram apresentadas somente por meio de exemplo, e não são pre-tendidas limitarem o escopo das invenções. Realmente, a nova aparelhagemaqui descrita pode ser realizada em uma variedade de formas; além disso,várias omissões, substituições e mudanças na forma da aparelhagem aquidescrita podem ser feitas sem se fugir do espírito das invenções. As reivindi-cações acompanhantes e equivalentes das mesmas são pretendidos abran-gerem tais formas ou modificações como caindo dentro do escopo e espíritodas invenções.

Claims (5)

1. Detentor de oscilação de polímero, compreendendo:elementos internos compreendendo uma pluralidade de resisto-res não lineares com forma de disco em uma maneira empilhada, eletrodosdispostos em ambas extremidades dos resistores não lineares, e uma plura-lidade de bastões isolantes acoplando os eletrodos;uma pele externa isolante formada fora de elementos internospor moldagem de uma resina isolante; eplacas de metal porosas com forma de disco interpostas entrepelo menos partes dos resistores não lineares.

2. Detentor de oscilação de polímero de acordo com a reivindi-cação 1, em que as placas de metal porosas têm uma projeção projetando-se em uma direção circunferencial; e onde as projeções são dispostas paraserem localizadas sobre uma linha reta ao longo de uma direção de empi-Ihamento dos resistores não lineares entre os bastões isolantes.

3. Detentor de oscilação de polímero de acordo com a reivindi-cação 1, em que as placas de metal porosas têm cada uma, sulco em formade U ou forma de V em uma porção periférica externa.

4. Detentor de oscilação de polímero de acordo com a reivindi-cação 1, em que as placas de metal porosas têm cada uma, um sulco emuma porção plana, e uma placa condutora fabricada de metal é disposta nosulco.

5. Detentor de oscilação de polímero de acordo com a reivindi-cação 1, em que o número de células das placas de metal porosas é maiorque 56 por polegada.