BRPI1106207A2

BRPI1106207A2 - tampa esfÉrica para linhas de saÍda de alta voltagem em transformadores de àleo

Info

Publication number: BRPI1106207A2
Application number: BRPI1106207-0A
Authority: BR
Inventors: Hartmut Brendel; Matthias Starke; Ralf Buechner; Jelena Braatz; Klaus Herkert
Original assignee: Abb Technology Ag
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2013-01-29
Also published as: EP2442321A1; US20120090891A1; HRP20130189T1; KR20120039494A; US8653367B2; RU2011141754A; CN102456469B; EP2442321B1; CN102456469A

Abstract

Patente de Invenção: TAMPA ESFÉRICA PARA LINHAS DE SAÍDA DE ALTA VOLTAGEM EM TRANSFORMADORES DE àLEO. A presente invenção refere-se a uma tampa esférica (10) para uma linha de saída de alta voltagem, que compreende um elemento eletricamente condutivo ((12+14), (62+64+66)), o qual está disposto cilindricamente oco ao redor de um eixo rotacional (20,70) e se funde em uma forma hemisférica (14,64) na sua primeira extremidade axial (16). Uma provisão é feita de um dispositivo de conexão ((22+24), (74+76), (100a,b)) que tem uma abertura de passagem (116) e que serve para conectar eletricamente e mecanicamente o elemento (12+14), (62+64+66), a um tubo de blindagem elétrica (26,72), que compreende pelo menos duas barreiras de isolamento ((30+34+38),(32+36+40)) as quais estão espaçadas uma da outra, respectivamente adaptadas para a forma do elemento cilíndrico oco ((12+14), (62+64+66)), e envolvem o útlimo a uma respectiva primeira e segunda distâncias. As barreiras de isolamento ((30+34+38),(32+36+40)) respectivamente têm um conector de fixação de tubo (30,32) para conduzir através de um tubo de blindagem (26,72) para o dispositivo de conexão ((22+24), (74+76), (100a,b)). A primeira barreira de isolamento (30+34+38) está espaçada da segunda barreira de isolamento (32+36+40) por pelo menos um anel de isolamento (42,44,46,50) o qual está disposto ao redor do eixo rotacional (20,70) e o qual tem uma forma corrugada radialmente modelada (54,56), de preferência achatada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TAMPA ES- FÉRICA PARA LINHAS DE SAÍDA DE ALTA VOLTAGEM EM TRANS- FORMADORES DE ÓLEO".

DESCRIÇÃO

A presente invenção refere-se a uma tampa esférica para uma

linha de saída de alta voltagem, que compreende um elemento eletricamente condutivo, o qual está disposto cilindricamente oco ao redor de um eixo rota- cional e se funde em uma forma hemisférica na sua primeira extremidade axial, que compreende um dispositivo de conexão que tem uma abertura de passagem e que serve para conectar eletricamente e mecanicamente o ele- mento a um tubo de blindagem elétrica, que compreende pelo menos duas barreiras de isolamento as quais estão espaçadas uma da outra, respecti- vamente adaptadas para a forma do elemento cilíndrico oco e envolvem o último a uma respectiva primeira e segunda distâncias, em que as barreiras de isolamento respectivamente têm um conector de fixação de tubo para conduzir através de um tubo de blindagem para o dispositivo de conexão.

É geralmente conhecido que os transformadores de alta volta- gem ou então os indutores de alta voltagem, por exemplo, tendo uma volta- gem nominal no lado de alta voltagem de 220 kV ou 380 kV e uma potência nominal de > 100MVA, para propósitos de isolamento e resfriamento, estão usualmente dispostos dentro de um tanque de transformador cheio de óleo. A assim denominada bucha de transformador tem uma função importante no transformador deste tipo, o potencial de alta voltagem sendo conduzido atra- vés da dita bucha do lado de ar para o enrolamento dentro do tanque de transformador. No caso de isolamento de ar puro, a distância entre os com- ponentes em potencial de alta voltagem e o tanque de transformador aterra- do - dependendo do nível de voltagem - precisaria ser de até 4 m ou mais. Por meio de papel ou celulose impregnado de óleo, o qual suporta uma ten- são de campo muito mais alta do que o ar, a distância pode ser significati- vãmente diminuída. Se a conexão de alta voltagem for conduzida para den- tro do tanque concentricamente através de uma abertura redonda, então uma distância entre o condutor interno e o tanque de 20 cm, por exemplo, é suficiente.

É mais ainda conhecido da pessoa versada na técnica que as assim denominadas tampas esféricas são utilizadas para este propósito na região das linhas de saída. Estas são corpos ocos rotacionalmente simétri- cos compostos de um metal os quais têm uma terminação como hemisfério com uma fixação de tubo usualmente inclinada para uma conexão de condu- tor ou uma bucha de condutor em uma extremidade axial e um diâmetro afi- Iado na sua outra extremidade axial. Para um isolamento aperfeiçoado, es- tes corpos ocos eletricamente condutivos estão circundados com um siste- ma de barreira, de preferência de parede dupla composto de um material de isolamento, o qual está do mesmo modo disposto dentro do tanque de trans- formador cheio de óleo.

A especificação de patente CH 695 968 A5 descreve uma tampa esférica deste tipo. No entanto, a última tem a desvantagem que as barreiras de isolamento são muito laboriosas para fabricar, e mais ainda, em um modo governado pela produção, esta tem uma capacidade de isolamento que é capaz de ser aperfeiçoada em alguns pontos.

Assim, como um exemplo, as barreiras de isolamento estão es- paçadas por meio de anéis de isolamento dentro dos quais blocos espaça- dores são engatados. Isto é primeiramente laborioso para fabricar e também não ótimo em termos de tecnologia de isolamento porque componentes que têm bordas agudas em pontos são utilizados dentro de uma região que exibe um gradiente de voltagem e deve ser eletricamente isolada. A utilização de blocos espaçadores prova ser desvantajosa especificamente nas regiões como hemisfério das barreiras porque aqui existe um risco especificamente alto da barreira de isolamento que deve ser espaçada apoiando meramente sobre os pontos de canto dos blocos espaçadores.

A possibilidade de conexão elétrica da tampa esférica a um tubo de blindagem necessário, prova do mesmo modo ser desvantajosa. Isto é porque as linhas de saída de alta voltagem são usualmente itens individual- mente fabricados, os quais estão sujeitos tanto às suas próprias tolerâncias de fabricação quanto às tolerâncias de fabricação de um transformador de óleo quando da instalação no último. A compensação de tais tolerâncias é ou possível por meio de uma conexão mecanicamente especificamente fle- xível entre o tubo de blindagem e a tampa esférica, o que é indesejável por razões de estabilidade, ou forças relativamente altas precisam ser aplicadas permanentemente através da tampa esférica, de modo a fixar os componen- tes na posição desejada, o que é do mesmo modo indesejável.

Continuando desta técnica anterior, é um objeto da invenção es- pecificar uma tampa esférica a qual é simples de fabricar e tem uma capaci- dade de isolamento aperfeiçoada para as linhas de saída de transformado- res de alta voltagem cheios de óleo ou outros componentes de alta voltagem isolados com óleo, e a qual evita as desvantagens mencionadas.

Este objetivo é conseguido por meio de uma tampa esférica para uma linha de saída de alta voltagem do tipo mencionado na introdução. Esta tampa esférica está caracterizada pelo fato de que a primeira barreira de isolamento está espaçada da segunda barreira de isolamento por pelo me- nos um anel de isolamento, o qual está disposto ao redor do eixo rotacional e o qual tem uma forma corrugada radialmente modelada, de preferência achatada.

Isto primeiramente proporciona vantagens em termos de tecno- Iogia de produção porque uma elasticidade do anel de isolamento é conse- guida por meio da forma corrugada. O diâmetro interno do anel de isolamen- to elástico está adaptado para o diâmetro externo da primeira barreira de isolamento, o qual está sujeito a certas flutuações em um modo governado pela produção. Aplicando uma ligeira força ao longo do eixo rotacional, é, portanto, possível empurrar tal anel de isolamento sobre a região cilíndrica da primeira barreira de isolamento. Uma vez que o anel de isolamento atin- giu a posição desejada após a operação de empurramento, este prende fi- xamente ali por conta de sua elasticidade e uma fixação adicional, por e- xemplo, a utilização de um adesivo é vantajosamente prevenida ou reduzida para uns poucos pontos. É claro, estas vantagens governadas por elastici- dade são também proporcionadas quando empurrando, em um modo gover- nado pela tecnologia de produção, a segunda barreira de isolamento sobre os anéis de isolamento fixamente presos sobre a primeira barreira de isola- mento. Um diâmetro típico de tal anel de isolamento é de 30 cm a 40 cm, por exemplo, quando tal anel de isolamento pode ser provido conforme necessá- rio a cada aproximadamente 10 cm a 25 cm de comprimento axial. A espes- sura radial de tal anel de isolamento pode ser de alguns centímetros.

Além disso, vantagens em termos de tecnologia de isolamento são também proporcionadas. Primeiramente, as regiões que têm bordas a- gudas são evitadas em virtude da forma corrugada do anel de isolamento. Segundamente, ao invés das barreiras de isolamento serem espaçadas con- tinuamente em um modo que corre puramente na direção radial, o percurso de isolamento radial, isto quer dizer, o mais curto, sempre tem uma porção através do material do anel de isolamento, por exemplo, cartão prensado, e uma porção através do óleo, com o qual o interior da tampa esférica está cheio no estado de operação, o que tem um efeito positivo sobre a capaci- dade de isolamento. No caso onde estes estão espaçados somente por um material de isolamento sólido continuamente em um modo que corre na dire- ção radial, o campo elétrico é deslocado pela permissividade mais alta do dito material para os percursos de óleo adjacentes, os quais têm menos re- sistência elétrica e os quais estão por meio disto sujeitos a uma carga elétri- ca mais alta, Mais ainda, a forma corrugada aumenta o percurso de fuga superficial e assim também aumenta a capacidade de isolamento da dispo- sição total.

O percurso de isolamento que corre puramente através do mate- rial do anel de isolamento sempre tem um componente transversal tangenci- al e é, portanto, mais longo do que o componente puramente radial. Como um resultado da forma corrugada achatada, a qual em cada caso acompa- nha a estrutura circular do anel, mais ainda, nas porções achatadas, uma conexão de contato mecânico puntiforme entre o anel de isolamento e a bar- reira de isolamento respectivamente adjacente é evitada e substituída ao invés por uma conexão de contato de área. Como um resultado do achata- mento da forma corrugada, o número de valas de corrugação que ficam ra- dialmente sobre o lado interno e os picos de corrugação que ficam radial- mente no lado externo e também, especificamente, o número de conexões cruzadas entre estes é reduzido. A capacidade de isolamento entre a primei- ra e a segunda barreiras é vantajosamente aumentada por todos os aspec- tos acima mencionados.

Em uma configuração especificamente preferida da tampa esfé-

rica de acordo com a invenção, o anel de isolamento, na região da forma hemisférica do elemento condutivo, está adaptado radialmente no lado inter- no e radialmente no lado externo à respectiva forma hemisférica envolvente das barreiras de isolamento respectivamente adjacentes. Isto vantajosamen- te assegura que um pico de corrugação achatada e uma vala de corrugação achatada, também na região da forma hemisférica das barreiras de isola- mento adjacentes, estão mecanicamente conectados em contato nas barrei- ras de isolamento pelas áreas achatadas respectivamente esfericamente adaptadas e uma conexão de contato puntiforme é evitada. O posicionamen- to do anel de isolamento na região hemisférica do mesmo modo prova ser muito simples e flexível porque é possível implementar uma forma de anel em uma forma hemisférica de diâmetro correspondente em qualquer deseja- da multiplicidade de ângulos, de modo que as possíveis tolerâncias de posi- cionamento não tenham uma influência adversa. De acordo com uma variante da invenção, o elemento condutivo

é afilado na forma de uma seção hemisférica na sua segunda extremidade axial. Consequentemente, as barreiras de isolamento que circundam esta região a uma respectiva distância, do mesmo modo têm uma forma como seção hemisférica e os anéis de isolamento que têm os picos de corrugação e as valas de corrugação achatados esfericamente adaptados podem vanta- josamente também ser aqui utilizados.

De acordo com uma variante configuracional adicional da tampa esférica de acordo com a invenção, a primeira barreira de isolamento está espaçada do elemento eletricamente condutivo por tiras de isolamento, as quais são flexíveis pelo menos em seções. De acordo com uma forma confi- guracional adicional, as ditas tiras de isolamento podem ser incorporadas como um perfil inclinado e estão providas com uma pluralidade de fendas transversalmente em relação à sua respectiva extensão axial pelo menos na seção flexível.

Isto proporciona vantagens tanto em termos de tecnologia de produção quanto em termos de tecnologia de isolamento. Uma tira flexível, por exemplo, tendo uma largura em uma faixa de 2 cm a 4 cm e uma espes- sura na faixa de 1 cm a 2 cm, a qual é fabricada de cartão prensado usina- do, por exemplo, pode ser montada, por exemplo, como um componente ao longo do comprimento axial do elemento condutivo sem nenhum problema. Uma pluralidade de tais tiras pode ser montada ao longo da circunferência do dito elemento de preferência equidistantemente a uma distância de 60°, por exemplo. Usualmente, no entanto, as ditas tiras não são montadas dire- tamente sobre o elemento condutivo, ao contrário o último é também coberto por uma camada de material de isolamento, sobre a qual as tiras podem en- tão ser adesivamente ligadas, por exemplo. É desnecessário dizer que as tiras podem também estar dispos-

tas de modo que estas possam ser subdivididas e em outros ângulos. A dis- posição das tiras aproximadamente paralelas ao eixo rotacional proporciona a vantagem, no entanto, especificamente em combinação com os anéis de isolamento a serem dispostos sobre estas e transversalmente com relação a estas, que o comportamento de conexão mecânica entre a tira de isolamento e o anel de isolamento ao longo do eixo rotacional pelo menos na região ci- líndrica da tampa esférica é constante. A modalidade de uma tira fendada resulta em primeiramente uma alta estabilidade na direção radial e segun- damente apesar de tudo uma flexibilidade que é adquirida, por exemplo, na região da forma hemisférica. As regiões de borda aguda que surgem como um resultado das fendas não são desvantajosas para a capacidade de iso- lamento desde que estas estejam dispostas ao longo umas das outras a uma pequena distância de uns poucos milímetros e deste modo apesar de tudo uma homogeneidade também surge na distribuição do campo elétrico. Especificamente preferivelmente, o perfil inclinado de uma tira

flexível está incorporado como um perfil Χ, V e/ou Y. Isto primeiramente pro- porciona a vantagem mecânica que tal perfil, em uma extremidade de seção transversal, pode ser colocado com dois pontos de apoio ou linhas de apoio especificamente simplesmente e estavelmente por sobre o elemento condu- tivo. Idealmente, a forma de seção transversal das tiras em suas regiões de contato mecânico ou áreas de apoio que ficam radialmente no lado interno e no lado externo, também acompanha o raio de círculo do elemento conduti- vo ou da barreira de isolamento. Segundamente, aqui mais uma vez também o efeito ocorre que um espaçamento puramente radial pelo material de iso- lamento não é efetuado, ao contrário aqui também um componente tangen- cial está presente, o que aperfeiçoa a capacidade de isolamento dentro do espaço entre o elemento condutivo e a primeira barreira de isolamento, o dito espaço sendo cheio de óleo no estado de operação, e minimiza o deslo- camento radial do campo elétrico para os percursos de óleo adjacentes.

De acordo com uma variante adicional da invenção, o conector de fixação de tubo da primeira e/ou segunda barreira de isolamento está in- tegralmente formado diretamente por sobre a última, de modo que uma e- menda é evitada. As barreiras de isolamento são usualmente produzidas com um molde metálico correspondente ao redor do qual, por exemplo, uma camada de celulose ou cartão prensado molhada e, portanto, flexível está disposta. Isto é endurecido juntamente com o molde metálico dentro de um forno. O conector de fixação de tubo está usualmente disposto em um modo inclinado com relação ao eixo rotacional na região da forma hemisférica, por exemplo, a um ângulo de 0o a 30°, de modo que é então necessário configu- rar o molde para a barreira de isolamento de tal modo que uma primeira par- te de molde que tem uma forma cilíndrica e hemisférica seja incorporada de modo que esta possa ser separada de uma segunda parte de molde que tem um conector de fixação de tubo. Especificamente, a separação das duas partes de molde é necessária de modo a ser capaz de remover o molde me- tálico novamente, após o endurecimento do material de barreira de isola- mento, da parte formada recentemente produzida deste modo. Em virtude do conector de fixação de tubo ser formado integralmente diretamente, a capa- cidade de isolamento da barreira de isolamento é vantajosamente aperfeiço- ada porque uma ligação por adesivo de um conector de fixação de tubo de acordo com a técnica anterior citada é evitada e a parede da barreira de iso- lamento é então homogênea. Dada a presença de regiões hemisféricas ou afiladas em ambas as extremidades axiais do elemento condutivo ou das barreiras de isolamento que circundam o último, estas, em um modo gover- nado pela tecnologia de produção, devem de preferência ser fabricadas de dois módulos como meia concha, os quais são então conectados um no ou- tro na extremidade axial.

O objetivo é também conseguido por meio de uma tampa esféri- ca acima descrita, a qual, de acordo com a invenção, compreende um dis- positivo de conexão que tem uma primeira parte para a sua conexão a um tubo de blindagem e uma segunda parte conectada no elemento condutivo, em que uma conexão ajustável em um modo de travamento de força está provida entre a primeira e a segunda partes. Isto torna possível adaptar a posição da tampa esférica sobre um tubo de blindagem através do qual um condutor elétrico é conduzido de um transformador situado dentro do tanque cheio de óleo para uma localização de linha de saída sobre a parede do tan- que. Consequentemente, especificamente, as tolerâncias na disposição de um tubo de blindagem, mas também as tolerâncias de fabricação de um tan- que de óleo ou da própria tampa esférica podem ser corrigidas a um grau específico. Este grau é substancialmente determinado da ajustabilidade de ângulo do dispositivo de conexão e chega a uns poucos graus, por exemplo, +/- 3o. O dispositivo de conexão deve ser incorporado de tal modo que um condutor conduzido através de sua abertura de passagem seja sempre blin- dado na direção do lado externo, por exemplo, por meio de placas de blin- dagem adequadas, as quais são também móveis umas em relação às ou- tras, conforme necessário, durante o ajuste.

Em uma configuração especificamente preferida da tampa esfé- rica, a conexão ajustável em um modo de travamento de força tem dois gru- pos de, em cada caso, três conexões de parafuso alinhadas paralelas dis- postas em triângulos respectivamente deslocadas umas em relação às ou- tras, em que o primeiro grupo está provido para aplicar uma força de tração entre as duas partes, e o segundo grupo para aplicar uma força compressiva entre as duas partes.

Uma área no espaço é sempre definida por três pontos, por meio de que, através do primeiro grupo de conexões de parafuso, por meio do seu respectivo comprimento, uma área é definida em relação espacial à primeira parte do dispositivo de conexão, em que a primeira parte, por sua vez, está provida para ser conectada a um tubo de blindagem. O segundo grupo de conexões de parafuso define, por meio do seu respectivo comprimento, uma área em relação espacial para a segunda parte do dispositivo de conexão, em que a segunda parte, por sua vez, está conectada no elemento conduti- vo. Em virtude do fato de que um grupo de conexões de parafuso está provi- do para exercer uma força de tração e o outro grupo está provido para exer- cer uma força compressiva, as duas partes do dispositivo de conexão podem ser bem ajustadas uma com relação à outra e fixas. Assim, em um processo de ajuste, como um exemplo, primeiramente as conexões de parafuso provi- das para exercer uma força compressiva podem ser ajustadas para o com- primento respectivamente desejado. Isto é então seguido pela fixação na posição desejada por meio de aperto das conexões de parafuso providas para aplicar uma força de tração.

Como as precisamente três conexões de parafuso estão provi- das em cada caso, cada plano é precisamente determinado pelo seu com- primento, de modo que um estado possivelmente biestável tal como poderia ocorrer, por exemplo, dadas quatro ou cinco conexões de parafuso por gru- po é vantajosamente evitado. No caso de uma conexão de parafuso projeta- da para uma força de tração, como um exemplo, um parafuso ou uma haste roscada se estende através de um furo de passagem sem rosca na primeira parte do dispositivo de conexão para dentro de uma rosca na segunda parte. Correspondentemente, no caso de uma conexão de parafuso projetada para uma força compressiva, um parafuso se estende através de um curso de rosca contínua correspondente da primeira parte do dispositivo de conexão e então impinge sobre a superfície da segunda parte do dispositivo de cone- xão, sem um curso de rosca ou similar sendo ali provido. Para o funciona- mento de tal dispositivo de conexão, não é importante se conexões de força de compressão ou de tração estão dispostas na primeira ou na segunda par- te ou se uma conexão de parafuso ou algum outro componente ajustável em comprimento está realmente envolvido. É desnecessário dizer que, ao invés de um furo de passagem sem rosca através do qual um parafuso que tem uma rosca é inserido, um furo de passagem que tem uma rosca é também concebível, através do qual é inserido um parafuso que não tem uma rosca em uma região desejada. O que é aqui essencial é que a conexão seja des- locável em uma região específica sem um movimento rotativo ao longo do parafuso.

De preferência, as conexões de parafuso de pelo menos um dos

grupos estão dispostas equidistantemente ao longo de um percurso circular comum ao redor da abertura de passagem do dispositivo de conexão. Isto proporciona vantagens geométricas já que a abertura de passagem então constitui um ponto de inclinação fictício das duas partes de dispositivo de conexão uma com relação à outra e isto também constitui precisamente o ponto de inclinação desejado para uma conexão de condutor de um trans- formador, o qual é usualmente ali executado.

Especificamente de preferência, todas as conexões de parafuso dos dois grupos são acessíveis através da segunda extremidade axial de preferência afilada do elemento condutivo. Quando da subsequente instala- ção da tampa esférica dentro de um transformador de óleo, as conexões de parafuso são então acessíveis com as suas cabeças de parafuso através das aberturas providas para a linha de saída dentro do tanque de transfor- mador, enquanto que uma acessibilidade do lado oposto não é provida. De acordo com uma configuração específica da tampa esférica,

a segunda parte do dispositivo de conexão é usinada e soldada dentro do elemento condutivo. Isto então permite um sistema modular em um modo simples, como um resultado do qual uma multiplicidade de diferentes varian- tes pode ser gerada com um pequeno número de componentes básicos ou formas básicas.

De acordo com uma modalidade específica da invenção, um ele- trodo usinado como toro que tem uma seção transversal como gota alargan- do na direção da extremidade axial, é soldado por sobre a segunda extremi- dade axial atilada do elemento condutivo. Neste caso, primeiramente, a van- tagem de um sistema modular é do mesmo modo proporcionada, e segun- damente, ao contrário da técnica anterior citada, um comportamento elétrico aperfeiçoado é conseguido porque a segunda região de extremidade axial - crucial para uma resistência de campo máxima - da tampa esférica, agora não tem nenhuma borda aguda de um processo de dobramento. De preferência, a forma de gota está configurada de tal modo que, dentro da tampa esférica, ne- nhuma cavidade surge dentro da qual as bolhas de ar que poderiam prejudicar a capacidade de isolamento poderiam acumular durante o processo de en- chimento do tanque de transformador relevante com óleo. Isto depende da disposição da tampa esférica dentro do tanque de transformador, a qual é usualmente aproximadamente perpendicular. Uma forma de gota adequada está caracterizada, por exemplo, por um ângulo de aproximadamente 20° a 40° da borda inferior da forma de gota com relação a um plano perpendicular ao eixo rotacional, o que consequentemente permite uma inclinação da tam- pa esférica em uma faixa um pouco abaixo de 20° a 40°.

Em uma variante preferida da invenção, o elemento condutivo, pelo menos uma parte do dispositivo de conexão e/ou do eletrodo é produzi- da de alumínio. O alumínio proporciona uma série de vantagens, por exem- plo, baixo peso, processamento simples, boa durabilidade e condutividade.

De acordo com a invenção, em uma forma configuracional da tampa esférica está provido que o dispositivo de conexão está conectado no elemento condutivo na região da sua primeira extremidade hemisférica, e em que um tubo de blindagem pode ser conduzido através da abertura de pas- sagem do dispositivo de conexão e através de uma abertura adjacente na parede do elemento condutivo para dentro do seu interior. Isto permite uma boa blindagem de um condutor elétrico pelo tubo de blindagem tão distante quanto diretamente para o interior do elemento eletricamente condutivo, em que aqui o dispositivo de conexão pode ser ajustado sem a blindagem ser prejudicada. No entanto, as modalidades são também concebíveis em que as partes do dispositivo de conexão sobrepõem e satisfazem uma função de blindagem de tal modo que não é necessário guiar um tubo de blindagem através do dispositivo de conexão.

Possibilidades configuracionais vantajosas adicionais podem ser colhidas das reivindicações dependentes adicionais.

A invenção, modalidades adicionais e vantagens adicionais se-

rão descritas em maiores detalhes com base nas modalidades exemplares ilustradas nos desenhos.

Nas figuras:

figura 1 mostra um corte através de uma primeira tampa esférica

exemplar,

figura 2 mostra um anel de isolamento exemplar para a região de uma forma hemisférica,

figura 3 mostra um segundo elemento condutivo exemplar com tiras de isolamento, figura 4 mostra uma tira flexível em diferentes vistas, e

figura 5 mostra um dispositivo de conexão em vista plana e em vista em corte.

A figura 1 mostra um corte através de uma primeira tampa esfé- rica 10 exemplar. Uma região cilíndrica 12 de um elemento condutivo com- posto de um material similar a uma chapa metálica, por exemplo, tendo uma espessura de parede de 0,8 mm e um diâmetro de 40 cm, está disposta ro- tacionalmente simetricamente ao redor de um eixo rotacional 20. As extre- midades axiais da região cilíndrica 10 estão identificadas pelos números de referência 16 e 18. A primeira extremidade axial 16 está contígua a uma re- gião hemisférica 14 composta do mesmo material similar a uma chapa metá- lica, em que, neste caso, as regiões cilíndrica 12 e hemisférica 14 foram fa- bricadas juntas de uma chapa metálica e não têm nenhuma emenda. A regi- ão hemisférica 14 do elemento condutivo está provida com uma perfuração circular em uma região axialmente mais externa, uma segunda parte 24 de um dispositivo de conexão ajustável rotacionalmente simétrico sendo solda- do dentro da dita perfuração. O dispositivo de conexão está usualmente ali- nhado sobre a região hemisférica 14 a um ângulo de 0o a 30° com relação ao eixo rotacional 20; o caso especial de 0o está mostrado na figura.

A segunda parte 24 do dispositivo de conexão ajustável, no mesmo modo que a sua primeira parte axialmente contígua 22, tem uma forma cilíndrica oca como disco que tem uma espessura de diversos milíme- tros. Um tubo de blindagem 26 está montado por sobre a primeira parte 22 do dispositivo de conexão por meio de uma conexão de parafuso/retenção, o dito tubo de blindagem suportando o peso inteiro da tampa esférica. Através de uma abertura de passagem no dispositivo de conexão, a saber, através da região interna cilíndrica oca da primeira 22 e da segunda 24 partes, um condutor de alta voltagem 28 é conduzido para dentro do interior eletrica- mente blindado da tampa esférica. De modo a assegurar uma blindagem confiável do condutor de alta voltagem 28 para cada posição de ajuste da tampa esférica por meio de conexões de parafuso - indicadas na figura - as quais conectam a primeira 22 e a segunda 24 partes do dispositivo de cone- xão uma na outra em um modo variável, o tubo de blindagem 26 ou um e- quivalente elétrico é de preferência do mesmo modo conduzido diretamente para o interior da tampa esférica.

O elemento condutivo 12+14 está circundado por uma primeira barreira de isolamento 30+34+38 a uma distância, por exemplo, 1 cm a 2 cm, a dita barreira de isolamento substancialmente consistindo em uma ca- mada fina e endurecida, por exemplo, 1 mm a 3 mm de espessura de um material de isolamento composto de celulose. As barreiras de isolamento deste tipo são usualmente produzidas em partes formadas em um método específico. A primeira barreira de isolamento 30+34+38 acompanha o con- torno externo do elemento condutivo 12+14 e, portanto, do mesmo modo tem uma região cilíndrica 38 e uma hemisférica 34. Mais ainda, um conector de fixação de tubo 30 radialmente alinhado da primeira barreira de isolamen- to está provido na região do elemento de conexão 22+24 de modo também a construir uma barreira de isolamento ao redor do tubo de blindagem 26. O espaçamento entre o elemento condutivo e a primeira barreira de isolamento é efetuado por meio de tiras de isolamento flexíveis (não mostradas nesta figura). Uma segunda barreira de isolamento 32+36+40 dimensional- mente similar está disposta ao redor da primeira barreira de isolamento 30+34+38 a uma distância adicional, a dita segunda barreira de isolamento correspondentemente novamente tendo uma região cilíndrica oca 40 e uma hemisférica 36 com um conector de fixação de tubo 32. A primeira barreira de isolamento 30+34+38 está espaçada da segunda 32+36+40 por meio de anéis de isolamento 42, 44, 46 compostos de cartão prensado, a forma radi- almente interna e externa dos quais está adaptada para os respectivos raios na região cilíndrica 38, 40 e às respectivas esferas na região hemisférica 34, 36 de modo assim a permitir uma conexão de contato mecânico de área óti- ma para as barreiras de isolamento contíguas. Uma corrugação dos anéis de isolamento 42, 44, 46 que é assumida estar presente não está indicada na figura.

A figura 2 mostra um anel de isolamento 50 exemplar que tem uma forma externa esfericamente adaptada. Este anel de isolamento está disposto aproximadamente simetricamente rotacionalmente ao redor de um eixo rotacional 52, o qual, no estado instalado, corre aproximadamente junto com o primeiro eixo rotacional da tampa esférica. No entanto, pode também ser perfeitamente vantajoso posicionar o eixo rotacional 52 um pouco oblí- quo com relação ao primeiro eixo rotacional, por exemplo, proporcionalmen- te a uma direção oblíqua de um conector de fixação de tubo, a qual está u- sualmente em uma faixa angular entre 0o e 30° com relação ao primeiro eixo rotacional. De modo a conseguir uma capacidade de isolamento aperfeiçoa- da entre a primeira e a segunda barreiras de isolamento, uma corrugação do anel de isolamento está provida, a qual é distinguida por diferentes raios 54, 56 do anel de isolamento. Como, como mencionado na introdução, o óleo tem uma permissividade mais baixa do que o cartão prensado, por exemplo, do qual tais anéis de isolamento são de preferência fabricados, é convenien- te prover uma corrugação mínima com relação à espessura do material de isolamento corrugado, isto quer dizer, por exemplo, uma espessura de 1 cm e uma corrugação de +/- 0,5 cm ou +/- 1 cm. Uma corrugação aumentada reduziria adicionalmente o deslocamento do campo elétrico para os canais de óleo adjacentes, mas encontra limites mecânicos pelo menos no caso de cartão prensado.

A figura 3 mostra um segundo elemento condutivo exemplar com tiras de isolamento em uma vista lateral/em corte combinada 60. Um ele- mento condutivo 62+64+66+68 está construído rotacionalmente simetrica- mente ao redor de um eixo rotacional 70 e tem uma região cilíndrica 62 e uma região hemisférica 64 axialmente contígua. Na segunda extremidade axial da região cilíndrica 62, a última funde em uma região em forma de se- ção hemisférica afilada 66, a qual, na sua segunda extremidade axial mais externa, está soldada a um eletrodo como toro que tem uma seção transver- sal como gota 68. Na primeira extremidade axial mais externa do elemento condutivo, um dispositivo de conexão elétrica e também mecânica bipartido 74, 76 está provido, o qual está conectado por sua primeira parte 74 a um tubo de blindagem 72. Uma pluralidade de tiras flexíveis 78, 80, 82, 84, está disposta ao longo do eixo rotacional sobre aquela superfície do elemento condutivo a qual fica radialmente sobre o lado externo, as ditas tiras tendo em parte regiões rígidas 80 ou então flexíveis 78, 82, 84. No caso das últi- mas, estas estão indicadas por fendas correspondentes. Uma camada de isolamento adicional pode ser provida radialmente entre a área externa do elemento condutivo 62+64+66+68 e as tiras flexíveis.

A figura 4 mostra uma tira em χ flexível 90 em diferentes vistas 92, 98. Uma região flexível 94 está ilustrada em uma vista ampliada em um desenho em detalhes, o qual também ilustra as fendas 96. Pode prontamen- te ser visto na ilustração em corte transversal 98 que as respectivas áreas de apoio acompanham um raio que corresponde aquele de componentes cilíndricos que devem respectivamente ser espaçados.

A figura 5 mostra um terceiro dispositivo de conexão em uma vista plana 100a e uma vista em corte 100b inclinada a 90° com relação a esta. O dispositivo de conexão tem uma primeira parte cilíndrica oca como disco 104, a qual está provida para ser eletricamente e mecanicamente co- nectada a um tubo de blindagem. Disposta axialmente adjacente, existe uma segunda parte 102 que tem uma forma similar, a qual está provida para ser conectada a um elemento condutivo, por exemplo, por meio de uma conexão de soldagem na sua região hemisférica. Um primeiro grupo de três conexões de parafuso 106, 108 orientadas paralelas umas às outras e perpendiculares às duas partes como disco do dispositivo de conexão está disposto nos pon- tos de canto de um primeiro triângulo equilátero imaginário 112 sobre o lado superior da segunda parte como disco 102. Um segundo grupo de três co- nexões de parafuso 110 orientado paralelo a este está disposto nos pontos de canto de um segundo triângulo equilátero imaginário, em que todas as conexões de parafuso estão dispostas equidistantemente ao longo de um respectivo círculo comum, neste caso idêntico. O círculo envolve o interior cilíndrico oco das duas partes 102, 104 do dispositivo de conexão.

As conexões de parafuso 106, 108 do primeiro grupo estão pro- jetadas para exercer uma força compressiva entre as duas partes adjacentes 102, 104 do dispositivo de conexão, como indicado por uma seta e o símbolo F (=Força). Os respectivos parafusos são conduzidos através de um furo de passagem roscado na segunda parte 102 e espaça a última parte a uma dis- tância mínima, dependendo da posição girada do respectivo parafuso dentro do curso de rosca. As conexões de parafuso 110 do segundo grupo estão projetadas para exercer uma força de tração entre as duas partes 102, 104 e espaçam a última afastando a uma distância máxima. Neste caso, um res- pectivo parafuso é conduzido através de um furo de passagem sem rosca na segunda parte 102 e conduz para dentro de um curso roscado adaptado a este na primeira parte 104. Ambos os tipos de conexões de parafuso 106, 108, 110 são assim livremente móveis em uma direção de movimento e Iimi- tantes na direção oposta. O dispositivo de conexão é travado precisamente quando as respectivas conexões de parafuso aplicam uma força de trava- mento respectivamente oposta. LISTAGEM DE SÍMBOLOS DE REFERENCIA

Corte através de uma primeira tampa esférica exemplar

12 Região cilíndrica do primeiro elemento condutivo

14 Região hemisférica do primeiro elemento condutivo

16 Primeira extremidade axial da região cilíndrica 18 Segunda extremidade axial da região cilíndrica

Eixo rotacional

22 Primeira parte do primeiro dispositivo de conexão

24 Segunda parte do primeiro dispositivo de conexão

26 Tubodeblindagem

28 Condutor de alta voltagem

Conector de fixação de tubo da primeira barreira de isolamento

32 Conector de fixação de tubo da segunda barreira de isolamento

34 Região hemisférica da primeira barreira de isolamento

36 Região hemisférica da primeira barreira de isolamento

38 Região cilíndrica da primeira barreira de isolamento

40 Região cilíndrica da segunda barreira de isolamento

42 Primeiro anel de isolamento entre a primeira e a segunda barreiras de isolamento

44 Segundo anel de isolamento entre a primeira e a segunda barreiras de isolamento

46 Terceiro anel de isolamento entre a primeira e a segunda barreiras de isolamento

50 Anel de isolamento exemplar para região de forma hemisférica

52 Eixo rotacional

54 Raio interno na região de uma ponta de corrugação

56 Raio interno na região de um rebaixo de corrugação

60 Segundo elemento condutivo exemplar com tiras de isolamento

62 Região cilíndrica do segundo elemento condutivo

64 Região hemisférica do segundo elemento condutivo

66 Região em forma de seção hemisférica do segundo elemento condutivo

68 Eletrodo como toro que tem uma seção transversal como gota 70 Eixo rotacional

72 Tubo de blindagem

74 Primeira parte do segundo dispositivo de conexão

76 Segunda parte do segundo dispositivo de conexão

78 Região flexível da primeira tira flexível

80 Região rígida da primeira tira flexível

82 Primeira região flexível da segunda tira flexível

84 Segunda região flexível da segunda tira flexível

90 Terceira tira flexível em vistas diferentes

92 Terceira tira flexível em vista tridimensional

94 Região flexível da terceira tira flexível

96 Vista em detalhes de fendas na terceira tira flexível

98 Perfil em corte transversal em forma de X da terceira tira flexível 100a, b Terceiro dispositivo de conexão em vista plana (100a) e em vista

em corte (100b)

102 Segunda parte do terceiro dispositivo de conexão

104 Primeira parte do terceiro dispositivo de conexão

106 Primeira conexão de parafuso

108 Segunda conexão de parafuso

110 Terceira conexão de parafuso

112 Primeiro triângulo

114 Segundo triângulo

116 Abertura de passagem

Claims

1. Tampa esférica (10) para uma linha de saída de alta volta- gem, que compreende um elemento eletricamente condutivo ((12+14), (62+64+66)), o qual está disposto cilindricamente oco ao redor de um eixo rotacional (20, 70) e se funde em uma forma hemisférica (14, 64) na sua primeira extremidade axial (16), que compreende um dispositivo de conexão ((22+24), (74+76), (100a, b)) que tem uma abertura de passagem (116) e que serve para conectar eletricamente e mecanicamente o elemento ((12+14), (62+64+66)) a um tubo de blindagem elétrica (26, 72), que com- preende pelo menos duas barreiras de isolamento ((30+34+38), (32+36+40)) as quais estão espaçadas uma da outra, respectivamente adaptadas para a forma do elemento cilíndrico oco ((12+14), (62+64+66)) e envolvem o último a uma respectiva primeira e segunda distâncias, em que as barreiras de iso- lamento ((30+34+38), (32+36+40)) respectivamente têm um conector de Α- xação de tubo (30, 32) para conduzir através de um tubo de blindagem (26,72) para o dispositivo de conexão ((22+24), (74+76), (100a, b)), caracteriza- da pelo fato de que a primeira barreira de isolamento (30+34+38) está espaçada da segunda barreira de isolamento (32+36+40) por pelo menos um anel de iso- lamento (42, 44, 46, 50) o qual está disposto ao redor do eixo rotacional (20,70) e o qual tem uma forma corrugada radialmente modelada (54, 56), de preferência achatada.

2. Tampa esférica de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- da pelo fato de que o anel de isolamento (42, 50), na região da forma hemis- férica (14, 64) do elemento condutivo ((12+14), (62+64+66)), está adaptado radialmente sobre o lado interno e radialmente sobre o lado externo à res- pectiva forma hemisférica (34, 36) envolvente das barreiras de isolamento respectivamente contíguas.

3. Tampa esférica de acordo com a reivindicação 2, caracteriza- da pelo fato de que o elemento condutivo ((12+14), (62+64+66)) é afilado na forma de uma seção hemisférica (68) na sua segunda extremidade axial (18).

4. Tampa esférica de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizada pelo fato de que a primeira barreira de iso- lamento (30+34+38) está espaçada do elemento eletricamente condutivo ((12+14), (62+64+66)) por tiras de isolamento (78, 80, 82, 84, 90) as quais são flexíveis pelo menos em seções.

5. Tampa esférica de acordo com a reivindicação 4, caracteriza- da pelo fato de que as tiras (78, 80, 82, 84, 90) as quais são flexíveis, pelo menos em seções, estão incorporadas como um perfil inclinado e estão pro- vidas com uma pluralidade de fendas (96) transversalmente em relação à sua respectiva extensão axial pelo menos na seção flexível (94).

6. Tampa esférica de acordo com a reivindicação 5, caracteriza- da pelo fato de que o perfil inclinado de uma tira flexível está incorporado como um perfil X- (90), V- e/ou Y-.

7. Tampa esférica de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizada pelo fato de que o conector de fixação de tubo (30, 32) da primeira e/ou segunda barreiras de isolamento está inte- gralmente formado diretamente sobre a última, de modo que uma emenda é evitada.

8. Tampa esférica de acordo com as reivindicações 2 a 7, carac- terizada pelo fato de que o dispositivo de conexão tem uma primeira parte (22, 74, 104) para conexão em um tubo de blindagem (26, 72) e uma segun- da parte (24, 76, 102) conectada no elemento condutivo ((12+14), (62+64+66)), e em que uma conexão (106, 108, 110) ajustável em um modo de travamento de força está provida entre a primeira (22, 74, 104) e a se- gunda (24, 76, 102) partes.

9. Tampa esférica de acordo com a reivindicação 8, caracteriza- da pelo fato de que a conexão ajustável em um modo de travamento de for- ça tem dois grupos de, em cada caso, três conexões de parafuso alinhadas paralelas (106, 108, 110) dispostas em triângulos (112, 114) respectivamen- te deslocadas umas em relação às outras, em que o primeiro grupo (110) está provido para aplicar uma força de tração entre as duas partes, e o se- gundo grupo (106, 108) para aplicar uma força compressiva entre as duas partes.

10. Tampa esférica de acordo com a reivindicação 9, caracteri- zada pelo fato de que as conexões de parafuso de pelo menos um dos gru- pos estão dispostas equidistantemente ao longo de um percurso circular comum ao redor da abertura de passagem (116) do dispositivo de conexão ((22+24), (74+76), (100a, b)).

11. Tampa esférica de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 9 e 10, caracterizada pelo fato de que todas as conexões de parafuso (106, 108, 110) dos dois grupos são acessíveis através da segunda extremi- dade axial (66) do elemento condutivo ((12+14), (62+64+66)).

12. Tampa esférica de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 8 a 11, caracterizada pelo fato de que a segunda parte (24, 76, 102) do dispositivo de conexão ((22+24), (74+76), (100a, b)) é usinada e soldada dentro do elemento condutivo ((12+14), (62+64+66)).

13. Tampa esférica de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizada pelo fato de que um eletrodo usinado como toro (68) que tem uma seção transversal como gota alargando na direção da extremidade axial é soldado por sobre a segunda extremidade axial afilada (66) do elemento condutivo ((12+14), (62+64+66)).

14. Tampa esférica de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizada pelo fato de que o elemento condutivo ((12+14), (62+64+66)), pelo menos uma parte do dispositivo de conexão ((22+24), (74+76), (100a, b)) e/ou do eletrodo (68) são/é produzidos de alu- mínio.

15. Tampa esférica de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de conexão ((22+24), (74+76), (100a, b)) está conectado no elemento condutivo na regi- ão da sua primeira extremidade hemisférica (14, 64), e em que um tubo de blindagem (26, 72) pode ser conduzido através da abertura de passagem (116) do dispositivo de conexão ((22+24), (74+76), (100a, b)) e através de uma abertura adjacente na parede do elemento condutivo (14, 64) para den- tro do seu interior.