BRPI0708329A2 - terminação plug-in de um cabo de energia para aplicações submarinas - Google Patents

Abstract

TEBMINAçAO PLUG-IN DE UM CABO DE ENERGIA PARA APLICAçõES SUBNARINAS A presente invenção se refere a uma terminação plug-in (1) de um condutor de fase única (6) em uma montagem de terminação de cabo de energia para utilização submersa, compreendendo uma primeira barreira separando um alojamento compensado em pressão externo (11) a partir do mar; uma segunda barreira separando um alojamento compensado em pressão interno (18) a partir do alojamento compensado em pressão externo (11), em que o condutor de fase única (6) corre através da primeira barreira e da segunda barreira e é assegurado no alojamento compensado em pressão interno (18) por sua extremidade sendo terminada dentro de um corpo isolador (25) a ser inserido para o alojamento interno (18), a extremidade de condutor sem revestimento (10) eletricamente conectada dentro de referido corpo isolador (25) para um pino de condução (34) que é fixamente embutido por moldagem em referido corpo isolador (25).

Description

"TERMINAÇÃO PLUG-IN DE UM CABO DE ENERGIA PARAAPLICAÇÕES SUBMARINAS"

CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO

A presente invenção se refere a disposições emmontagens de terminação de cabo de energia para aplicaçõessubmersas, e em particular para um conector pelo qualenergia elétrica é suprida por intermédio de um ou maiscondutores de fase única é conduzida para aplicações sob aságuas (submarinas) operadas eletricamente.

PANORAMA DO ESTADO DA TÉCNICA DA PRESENTE INVENÇÃO

Em produção submarina, por exemplo, aparelhos operadoseletricamente sobre solo marinho são supridos com energia apartir de facilidades de hospedagem baseadas em terra ou emmar por intermédio de um cordão umbilical. Voltagem AC éconduzida por intermédio de um ou mais condutores de faseúnica para equipamento de controle de processo submerso,equipamento de bombeamento e de compressão, transformadorese motores, etc., controlando a produção, por exemplo, porintermédio de válvulas e acionadores sobre árvores de Natalque se situam (se estabelecem) sobre poços de gás oupetróleo e administram a extração e injeção de gás elíquidos. Energia elétrica é conectada para o equipamentosubmarino por intermédio de conectores submarinos,dispostos para estabelecer conexão e para conduzir energiaa partir dos cabos de energia para transformadores,motores, engrenagens de conectores, VSDsl etc.

Em aplicações submersas, é por diversas razõesindispensável que a terminação de cabo e condução atravésde condutores seja protegida a partir de ingresso de água.Pressões consideráveis prevalecendo em profundidades deágua operacionais profundas e abaixo de 1.000 m necessitamde uma estrutura que é adaptada para pressões nominaisexistentes e pressões diferenciais sobre vedações incluídasna montagem de terminação de cabo.

Aplicações elétricas e terminações de cabo de energiapara utilização submarina são, por conseqüência, usualmenteembutidas em alojamentos que são preenchidos com um meiodielétrico e incompressível, tal como óleo, de maneira aresistir à pressão ambiente a partir do mar. Compensaçãopara variações de pressão e diferenças de pressão entre oalojamento interior e alojamento exterior é convocada(solicitada), e pode ser facilitada através de navios decomunicação expansível, por exemplo, dispostos sobre ointerior de alojamento e se comunicando com o exterior dealojamento.

A demanda de energia das aplicações submarinasreferidas é satisfeita através da condução de corrente ACde alta e média voltagem através de cabos de energiatipicamente compreendendo um condutor central incluindocobre ou alumínio circundado por um isolador sólido depolietileno de ligação cruzada. Camadas adicionais depeneiras condutivas ou semicondutivas e camadas deisolamento são usualmente dispostas em torno do núcleo decondução, tudo revestido por um revestimento de isolamentoexterno tal como um revestimento (uma cobertura) depolietileno. Um cabo de energia em aplicações submarinaspode ser dimensionando para condução de voltagens da ordemde até e acima de 100 kv sobre distâncias substanciais nomar, possuindo uma área de seção transversal de condutor

adaptada para classes (taxas) de corrente de diversas

centenas de ampères, tal como uma seção de condutor de 252 2mm - 2.500 mm , por exemplo, com uma capacidade alcançandoaté 3000 A. Considerando as profundidades operacionais,cabos de energia para utilização submarina tambémnecessitam ser projetados para resistirem à pressõeshidrostáticas externas substanciais de maneira a prevenir oingresso de água para a estrutura de cabo. Um condutor defase única é mostrado esquematicamente na Figura 2 dosdesenhos aqui anexados, compreendendo um núcleo condutivo(C), um isolador sólido (P), um revestimento externo (S), ecamadas adicionais apropriadas em concordância com práticasrotineiras não adicionalmente ilustradas.

A terminação de um cabo de energia para utilizaçãosubmersa é projetada para estabelecimento de contatoelétrico com consumidores de energia ou supridores deenergia em um ambiente isolado de líquido. Em modo deconexão, a terminação do cabo penetra em uma câmara deconexão preenchida com líquido dielétrico e alojamento deum contato que se emparelha com a terminação de caboplugged-in.

Líquido é convencionalmente utilizado para isolamentodo condutor sem revestimento em terminações de cabo de altae média voltagem acima do nível do mar, sozinho ou emconbinação com materiais dielétricos sólidos. Paralelamenteao risco de vazamento de líquido dielétrico, um sistema determinação de cabo isolado em uma aplicação submarina émais vulnerável para ingresso de água e proporciona menosproteção contra potenciais excessivos e descarga parcial,do que um sistema contando com isoladores sólidosdimensionados correspondentemente, por exemplo. Também,expansão de calor do líquido dielétrico tem que serprojetada, resultando em volume estrutural adicional de umsistema isolado de líquido.

Neste contesto, a terminação plug-in da presenteinvenção é referenciada para os conectores "secos" contandocom materiais de isolamento sólidos em todas as áreas onderesistência de campo é alta, em contraste com os conectoresmolhados", essencialmente ou suplementarmente contando comlíquidos dielétricos para isolamento elétrico. O conectorseco manufaturado em concordância com a presente invenção éútil sob todas as condições onde contato elétrico tem queser estabelecido abaixo do nível da água, por conseqüência,não exclusivamente em produção submarina, mas também emmineração, por exemplo, ou outros ambientes onde água podeestar presente.

Uma terminação de cabo de energia plug-in parautilização submarina é previamente conhecido a partir dopedido de patente internacional número WO 99/34495. Trêscondutores de fase única são juntamente unidos e guiados emum alojamento externo compensado em pressão preenchido comlíquido dielétrico, proporcionando uma primeira barreira emdireção ao ambiente de água do mar. Dentro do alojamentoexterno, os três condutores são separados de maneira talque cada condutor de fase única é terminado em umalojamento compensado em pressão interno, separado,preenchido com líquido dielétrico e proporcionando umasegunda barreira. Cada condutor é assegurado no alojamentointerno associado pela extremidade de condutor sendoaprisionada em uma área de terminação. A extremidade decondutor sem revestimento é eletricamente conectada dentrodo alojamento interno para um pino condutor que alcançaatravés de uma parede de material dielétrico. A parededielétrica é montada na extremidade de condução doalojamento interno, referida parede proporcionando abarreira firme (compacta) de líquido e gás entre aterminação de cabo e aparelho atado. Um par de anéis decerâmica é montado em uma extremidade anterior da parede debarreira, concentricamente em torno do pino de condutor deprojeção, e operativo para aumentar a distância de correnterasteira entre pino de condutor e potencial de terra noalojamento.

RESUMO DA PRESENTE INVENÇÃO

Um objetivo da presente invenção é o de proporcionaruma terminação de cabo plug-in para utilização submersa,possuindo pequenas dimensões e que é prontamente conectávelpara aplicações sob a água em um procedimento de montagemracional.

Um outro objetivo da presente invenção é o deproporcionar uma terminação de cabo plug-in para utilizaçãosubmersa, a montagem da qual é feita facilmente através deestrutura simplificada e número reduzido de componentes.

Um outro objetivo da presente invenção é ainda o deproporcionar uma terminação de cabo plug-in para utilizaçãosubmersa que proporciona liberdade em projeto paraconseguir baixo estresse de campo elétrico.

Um outro objetivo da presente invenção é ainda mais ode proporcionar uma terminação de cabo plug-in parautilização submersa em que mensurações de projeto resultamem uma estrutura firme (compacta) de gás e líquido comhabilidade para resistir às forças mecânicas em direçõesaxiais.

Um objetivo adicional da presente invenção é o deproporcionar uma terminação de cabo plug-in para utilizaçãosubmersa possuindo peso reduzido.

Estes e outros objetivos são encontrados em umaterminação de cabo plug-in como especificada nasreivindicações de patente independentes acompanhantes,concretizações vantajosas da mesma são adicionalmenteespecificadas nas reivindicações de patente dependentesacompanhantes.

Em concordância com a presente invenção, brevemente,uma terminação plug-in de um condutor de fase única em umamontagem de terminação de cabo de energia para utilizaçãosubmersa possui um condutor de fase única que é ancorado emum corpo isolador a ser inserido em um alojamentocompensado em pressão, referido corpo isolador em forma demontagem a ser recebido em referido alojamento compensadoem pressão sob engate de transmissão de força em ambas asdireções axiais. A presente invenção especificamenteproporciona que a extremidade sem revestimento de condutoré eletricamente conectada dentro de referido corpo isoladorpara um pino de condução que é fixamente embutido pormoldagem em referido corpo isolador, e que o pino decondução e corpo isolador em relação circundante juntamentese projetam a partir do alojamento compensado em pressãopara conexão elétrica do condutor de fase única para umconsumidor/supridor de corrente.A terminação plug-in pode ser associada com umaprimeira barreira separando um alojamento compensado empressão externo a partir da água; uma segunda barreiraseparando um alojamento compensado em pressão interno apartir do alojamento compensado em pressão externo, tal queo condutor de fase única corre através da primeira barreirae da segunda barreira para ser ancorado dentro de referidoalojamento compensado em pressão interno.

0 corpo isolador é produzido preferivelmente a partirde um material amoldável que se solidifica em torno do pinode condução em um elemento maquinável. Semelhantementepreferido, uma periferia externa do corpo isolador é emforma de montagem a ser recebido no alojamento internoatravés de pelo menos um anteparo radial se emparelhandocom um anteparo radial correspondente formado sobre umaperiferia interna do alojamento interno. O corpo isolador,por conseqüência, possui um primeiro diâmetro em uma seçãoposterior unindo um segundo diâmetro, menor em um a seçãoanterior através de uma etapa incluindo um componenteradial de direção. Os anteparos, correndo em paralelo,podem ser dispostos de maneira a formar uma normal para oeixo geométrico de simetria do corpo isolador.Preferivelmente, no entanto, os anteparos são inclinados apartir da normal em direção ao eixo geométrico de simetria,tal como inclinado a partir da normal em um ângulo de cercade 5o até cerca de 85°, ou até mesmo dentro de uma faixa de30° - 60°, tal como em um ângulo de 50° +/- 5o a partir danormal.

Em uma concretização da presente invenção, o corpoisolador é produzido a partir de um material amoldável quese solidifica em um elemento maquinável formado com umacavidade central que firmemente (compactamente) acomoda oscomponentes de terminação de cabo, incluindo pelo menos umgrampo de cone, anel de contato, peça de centragem, cone deestresse e parafuso de pressão.

Em uma concretização vantajosa da presente invenção, ocorpo isolador é configurado em uma extremidade anteriorpara se projetar a partir do alojamento interno, formandoum cilindro afilado (cônico) em torno do pino de conduçãoque substancialmente aumenta uma distância de correnterasteira entre a extremidade nua de pino de condução epotencial de terra, proporcionada pela extremidade anteriordo alojamento compensado em pressão interno. Em umaextremidade traseira, o corpo isolador é configurado parase apoiar, diretamente ou indiretamente, em um apoio radialse projetando para o alojamento interno. Levando-se isto emconsideração, uma folga axial pode ser proporcionada entrea extremidade traseira do corpo isolador e referido apoioradial. Semelhantemente, uma folga radial é vantajosamenteproporcionada entre o corpo isolador e o alojamentointerno, possibilitando para expansão térmica do corpoisolador.

Um ou diversos elementos de vedação podem serproporcionados entre a periferia externa do corpo isoladore a periferia interna do alojamento interno, os um oudiversos elementos de vedação confinando os líquidosdielétricos presentes em extremidades opostas do corpoisolador.

O corpo isolador é vantajosamente produzido a partirde resina de termo termofixação, tal como poliepóxido(epóxi) ou outro material de isolamento com propriedadesdielétricas apropriadas e resistência mecânica.

Em uma concretização adicional da presente invenção, ocorpo isolador pode ser composto de duas seções dediferente flexibilidade térmica, pelo menos aquela umaanterior de referidas duas seções sendo produzida a partirde um material amoldavel que se solidifica em um elementomaquinável. Especificamente, aquela uma posterior dereferidas duas seções do corpo isolador composto pode serproduzida a partir de um material amoldável possuindoflexibilidade térmica mais alta levando-se em consideraçãoexpansão térmica, do que faz referida seção anterior.

Na primeira concretização da presente invenção, ocorpo isolador é um elemento sólido homogêneo separando aextremidade de terminação do condutor de fase única e pinode condução a partir do potencial de terra, e na segundaconcretização da presente invenção, pelo menos uma seçãoanterior de referido corpo isolador é um elemento sólidohomogêneo separando a extremidade terminada do condutor defase única e pino de condução a partir do potencial deterra.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA PRESENTE INVENÇÃO

A presente invenção irá ser descrita em maioresdetalhes posteriormente, de uma maneira não limitante, porintermédio de concretizações da mesma em que osensinamentos da presente invenção são esquematicamenteilustrados com referência para as Figuras do Desenhodiagramático acompanhante, no qual:A Figura 1 mostra em uma vista em perspectiva umafundação de transformador e montagem de terminação de cabode energia para utilização submarina;

A Figura 2 mostra uma seção longitudinal através docentro de uma terminação plug-in em concordância com osprincípios da presente invenção, em que todos os principaiscomponentes são de rotação em simetria;

A Figura 3 mostra uma seção similar Para a Figura 2através de uma primeira concretização da presente invenção,concretizada em um receptáculo ou conector fêmea, e

A Figura 4 mostra uma seção similar através de umasegunda concretização da presente invenção, concretizada emum conector macho.

As Figuras são somente representações esquemáticas e apresente invenção não está limitada para as concretizaçõesnelas representadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO

A seguir, a presente invenção irá ser descrita comreferência para os exemplos não limitantes de umconector/terminação plug-in projetada para terminação de umcondutor de fase única em uma montagem de terminação decabo de energia para utilização submersa.

A Figura 1 mostra esquematicamente uma fundação detransformador (2), que é disposta para ser assentada sobreo solo marinho. A fundação de transformador (2) compreendeum transformador principal (3) proporcionando energiaoperacional para equipamento de controle de processocontrolando a produção sob a água de petróleo e gás. Apartir de uma facilidade de hospedagem baseada sobre terraou mar, alta voltagem AC é suprida por intermédio do cordãoumbilical (4) que é terminado em uma montagem de terminaçãoinstalada sobre a fundação de transformador (2). NoDesenho, a montagem de terminação é geralmente referenciadacomo número (5). Três condutores de fase única (6, 7, 8) seestendem a partir da terminação de cordão umbilical paracondução de energia para o transformador principal (3) porintermédio de terminações plug-in separadas, seemparelhando com mancais (não visíveis) que são instaladose protegidos a partir de ingresso de água do mar nointerior de uma câmara de conexão (9), preenchida com óleodielétrico.

Cada condutor de fase única (6, 7, 8) é, porconseqüência, separadamente terminado e eletricamenteconectável para um mancai de cooperação no interior dacâmara de conexão (9), por intermédio de terminações plug-in (1) em concordância com a presente invenção ilustradasnas Figuras 2 - 4.

Dirigindo-se inicialmente para a Figura 2, cadacondutor de fase única penetra primeira barreira e segundabarreira de pressão efetivas para separação da extremidadede condutor sem revestimento (10) a partir do mar. Aprimeira barreira é concretizada através de um alojamentode metal à prova de água externo (11), uma extremidadeanterior (12) da qual é vedada em direção a uma facedianteira (13) da câmara de conexão (9) . A extremidadeoposta ou extremidade traseira do alojamento externo (11)carrega uma placa de extremidade (14) com um condutor delado a lado (15), através do qual o cabo (6, 7# 8) penetra.Vazamento de líquido por intermédio do condutor de lado alado (15) é prevenido por vedação da camada/das camadas deisolamento do cabo em direção do condutor de lado a lado(15), sobre o exterior e bem como sobre a lateral interiorda placa de extremidade (14). Vedação pode ser completadacomo esquematicamente ilustrado através de diversas camadasde tubos de polímero que se contraem a frio ou a quente egrades de metal revestindo as extremidades de entrada e desaída dos condutores de lado a lado (15) . 0 alojamentoexterno (11) é preenchido internamente com líquidodielétrico (16), e compensação de pressão por intermédio deum elemento expansível (17), tal como um fole de metaldisposto internamente ao alojamento (11) e se comunicandocom o exterior de alojamento por intermédio de umatubulação, como ilustrado.

A segunda barreira é concretizada através de umalojamento de metal interno (18), na primeira concretizaçãoda Figura 2 e da Figura 3 compreendendo uma seção anterioraparaf usada em (19) para a extremidade anterior (12) doalojamento externo (11), a adicionalmente acoplada para umaseção traseira por intermédio de uma conexão de parafuso(20) . A seção traseira forma uma placa de extremidade (21)possuindo um condutor de lado a lado (22), através do qualo condutor de fase única penetra para o alojamento interno(18) . O condutor de lado a lado (22) pode ser similar emestrutura para o condutor de lado a lado (15), esimilarmente vedado em direção ao ingresso e drenagem delíquido. O alojamento interno (18) é preenchido com líquidodielétrico (23), e compensação de pressão por intermédio deum elemento expansível (24), tal como um fole de metaldisposto externamente ao alojamento (18) e se comunicandocom o interior de alojamento por intermédio de umatubulação, como ilustrado. Através da interação, entrealojamentos compensados em pressão externo e interno (11) e(18), respectivamente, uma diferença em pressão entre o marambiente e a câmara de conexão (9) preenchida com líquidopode ser compensada, acima da terminação plug-in (1).

O condutor de energia de fase única (6) é terminado noalojamento interno (18), e mais especificamente dentro deum corpo isolador (25) a ser inserido a partir daextremidade traseira para a seção anterior do alojamentointerno (18) como irá ser explicado em maiores detalhesposteriormente com referência para a Figura 3 e para aFigura 4, mostrando a primeira concretização e a segundaconcretização, respectivamente, da presente invenção.

O corpo isolador (25) é um elemento essencialmentesólido. Como aqui utilizado, "sólido" deveria ser entendidocomo se referindo a um corpo essencialmente não elástico ourígido que mantém sua configuração original sem serelasticamente deformado sob a influência de pressãoexterna, para o limite onde forças excessivas provocam queo material venha a se romper. A expressão não deve,entretanto, ser entendida como excluindo um grau detenacidade.

O corpo isolador (25) da primeira concretização dapresente invenção é um elemento homogêneo, sólido,separando a extremidade de terminação do condutor de faseúnica, e bem como um pino de condução posteriormentedescrito, a partir do potencial de terra. O corpo isolador(25) é moldado para proporcionar uma cavidade central paraos componentes de terminação de cabo, os elementosprincipais do qual incluem um grampo de cone (26)assentando sobre a extremidade de condutor sem revestimento(10), um anel de contato (27), uma peça de centragem (28),um cone de estresse (29), e um parafuso de pressão (30)carregado por mola (31) atuando entre o parafuso de pressão(30) e um assento (32) que está solidamente apoiando alateral anterior da placa de extremidade (21) porintermédio de uma luva cilíndrica (33). A cavidade centralé formada em correspondência com o exterior dos componentesde terminação, por moldagem e por maquinação, se requerido,de maneira a firmemente (compactamente) acomodar oscomponentes de terminação no interior da cavidade centraldo corpo isolador (25) sob inserção no mesmo, evitando aformação de bolsas de ar ou de líquido preenchendo vaziosentre a parede de cavidade e o exterior dos componentes determinação.

Sob montagem da terminação de plug-in (1), o condutor(6) e componentes de terminação (26 - 33) suportados emtorno do mesmo são inseridos para o corpo isolador (25),por intermédio do que o corpo isolador (25) e terminação decabo são inseridos e segurados dentro do alojamento (18)através de aperto da conexão de parafuso (19). A mola (31)é aqui operativa por inclinação do parafuso de pressão (30)e outros componentes de terminação, juntamente com o corpoisolador (25), em direção da extremidade anterior dealojamento interno (18).

Dentro do corpo isolador (25) a extremidade semrevestimento (10) do condutor é eletricamente conectada,por intermédio do anel de contato (27), para um pino decondução (34) que é embutido no corpo isolador (25) .Especificamente, o pino de condução (34) é moldado para ocorpo isolador (25) para contato completo e contínuo com omaterial dielétrico do corpo isolador (25) em torno dasuperfície externa de pino de condução (34), porconseqüência, em uma conexão à prova de gás e de líquidocom o corpo isolador (25) . Como é aparente a partir doDesenho, o pino de condução (34) da primeira concretizaçãoda presente invenção é formado como um receptáculo oucontato fêmea. Na concretização da Figura 2 e da Figura 3,o pino de condução (34) é integralmente formado paraincluir um defletor de alta voltagem (35) que engloba aárea de terminação, resultando em um exterior protuberante(volumoso) que efetivamente aprisiona o pino de conduçãoaxialmente no corpo isolador (25).

O pino de condução (34) se projeta a partir daextremidade anterior do corpo isolador (25) para completaremparelhamento com um elemento de contato, alojado nacâmara de conexão (9) . Mais especificamente, o pino decondução (34) e corpo isolador (25) juntamente se projetamem relação circundante a partir da extremidade anterior doalojamento compensado em pressão para conexão elétrica docondutor de fase única para um consumidor de corrente. Porconseqüência, a terminação plug-in diretamente se emparelhacom mancais do transformador (3), na Figura 2 ilustrada poruma linha pontilhada, na medida em que a terminação plug-in(1) penetra a parede dianteira (13) da câmara de conexão(9). Similarmente, a extremidade anterior do corpo isolador(25) se projeta a partir da extremidade anterior (36) doalojamento interno (18), esta extremidade anterior (36) docorpo isolador (25) formando um cilindro afilado (cônico)(27) em torno do pino de condução (34) que substancialmenteaumenta uma distância de corrente rasteira entre aextremidade nua de pino de condução (34) e potencial deterra, proporcionada pela extremidade anterior (36) doalojamento compensado em pressão interno (18). Aconfiguração de pino de condução (34) e a porção deprojeção do corpo isolador (25) podem variar a partirdaquela ilustrada, em dependência da configuração de umcomponente de recepção e método de conexão, por exemplo,esta pode ser uma conexão aparafusada com um grampo decabo, outros tipos de conexões aparafusadas, acoplamentosde cooperação diretamente, etc.

O corpo isolador (25) é pode ser produzido a partir deum material dielétrico que é amoldável e caracterizado porum mínimo ou falta de ondulação. Um material adequado paramoldagem do corpo isolador (25) em torno do pino decondução (34) é, por exemplo, uma resina de termofixaçãoque se cura quando misturada com um agente de catalisaçãode maneira a se solidificar em torno do pino de condução(34), tal como um poliepóxido ou epóxi. Sem exclusão dealternativas adequadas para aquelas sugeridas, outrosmateriais possuindo propriedades dielétricas e resistênciamecânica comparativa tais como outros polímeros e resinasadequados, com ou sem reforços embutidos, ou até mesmocerâmicas, por exemplo, podem ser utilizados, mantendo emmente que materiais que são adequados para maquinação sãopreferidos. Produção do corpo isolador (25) a partir demateriais dielétricos adequados para moldagem e maquinaçãocomo sugeridos pela presente invenção proporciona as duplasvantagens de um embutimento à prova de gás e de líquido dopino de condução (34) e bem como liberdade em projeto paraconseguir baixo estresse de campo elétrico e tolerânciascontroláveis em geometrias de interface.

0 corpo isolador (25) é configurado externamente emforma de montagem a ser recebido na seção anterior dealojamento interno (18), em engate de transmissão de forçaem direções axiais. Em outras palavras, o corpo isolador(25) e alojamento (18) são configurados em cooperação pararesistir às forças axiais aplicadas para o corpo isolador(25), tal como forças axiais provocadas por pressõesdiferenciais, sem deslocamento do corpo isolador (25) apartir de sua posição no alojamento interno (18). Paraconseguir isto, o alojamento interno (18) e corpo isolador(25) são ambos correspondentemente formados com pelo menosum anteparo radial que é operativo para absorção de umaforça axial aplicada em uma direção anterior. Em outraspalavras, o corpo isolador (25) possui um primeiro diâmetroem uma seção posterior unindo um segundo diâmetro, menor emuma seção anterior através de uma etapa incluindo umcomponente de direção radial. Cada uma da seção posteriorou anterior sobre laterais opostas da etapa radial pode serformada tanto como um cilindro reto ou quanto as mesmaspodem ser configuradas como um cone truncado, comoilustrado. Mais precisamente, um anteparo radial (38)formado externamente sobre o corpo isolador (25) apóia emposição montada um correspondente anteparo radial (39)formado internamente sobre o alojamento (18). Os anteparos(38) e (39) correm em paralelo em torno das periferiasexterna e interna, respectivamente, do corpo isolador (25)e alojamento (18). Os anteparos (38, 39) podem serdispostos de maneira a formar uma normal (N) para um eixogeométrico de simetria do corpo isolador (25).Preferivelmente, no entanto, os anteparos são inclinados apartir da normal (N) em direção ao eixo geométrico desimetria, desta maneira distribuindo forças aplicadas acimade uma área maior e dividindo uma força axial total emtensão parcial e forças de compressão. Os anteparos (38,39) podem, por conseqüência, ser inclinados a partir danormal (N) em um ângulo (a) de cerca de 5o até cerca de 85°,ou até mesmo dentro de uma faixa de 30° - 60° a partir danormal (N) . Uma inclinação (a) a partir da normal (N) de50° +/- 5o como ilustrada é acreditado ser desejável,entretanto, não incondicional para a prática da presenteinvenção.

Forças axiais atuando na direção oposta, isto é, emdireção da lateral traseira ou de mão direita de terminaçãoplug-in (1) como ilustrado, são absorvidas diretamente ouindiretamente pela seção traseira ou placa de extremidade(21) . Uma extremidade anterior de um flange (40) sobre aplaca de extremidade (21) se projeta longitudinalmente paraa seção dianteira de alojamento interno (18),proporcionando um apoio radial para a extremidade traseirade corpo isolador (25). Alternativamente, e mostrada naFigura 4, uma luva de metal ou de plástico (41) pode sersuplementarmente inserida entre o apoio radial e aquelaextremidade traseira do corpo isolador (25).Apropriadamente, no entanto, não prontamente aparente apartir dos Desenhos, o corpo isolador (25) pode serdimensionado para possuir um comprimento axial quepossibilita para expansão térmica axial do corpo isolador(25) em uma folga axial formada entre o apoio radial sobreo flange (40), ou a luva inserida (41) se apropriado, e aextremidade traseira do corpo isolador (25).Semelhantemente, uma folga radial pode ser formada entre aperiferia externa do corpo isolador (25) e a periferiainterna do alojamento interior (18), possibilitando paraexpansão térmica do corpo isolador (25) em uma direçãoradial.

Elementos de vedação, tais como vedações em (O), sãoapropriadamente aplicadas para conexões aparafusadas devedação e superfícies de contato em concordância comrequerimentos familiares para uma pessoa especializada noestado da técnica. Levando-se isto em consideração, sechama atenção para a vedação de anel (42), assentada em umaranhura periférica formada por moldagem ou maquinação demaneira a correr em torno da periferia do corpo isolador(25). A vedação de anel (42) veda contra a periferiainterna do alojamento interno (18), efetivamente confinandoos líquidos dielétricos presentes em extremidades opostasdo corpo isolador (25). Se apropriado, elementos de vedaçãotais como a vedação de anel (42), ou similares, podem seraplicados em pluralidade. Alternativamente, a vedação deanel (42) pode ser assentada em uma ranhura formadainternamente sobre o alojamento de metal interno (18).

Uma segunda concretização da terminação plug-in emconcordância com a presente invenção irá ser explicadaposteriormente com referência para a Figura 4 dos Desenhos.Na Figura 4, elementos da segunda concretização queproporcionam a operação de correspondentes elementos daconcretização da Figura 3 são denominados pelos mesmosnumerais de referência. Por conseqüência, em todos osessenciais, as duas concretizações são similares, emestrutura e operação, embora taxas de carga diferentes erequerimentos de isolamento resultem em projeto geométricodiferente entre as duas concretizações, a primeiraconcretização sendo projetada para suprimento de altavoltagem e a segunda concretização projetada parasuprimento de média voltagem. Uma diferença notável é,entretanto, observada levando-se em consideração aestrutura do corpo isolador (25).

Na segunda concretização da presente invenção, aquiilustrada por um conector macho, o corpo isolador (25') écomposto de dois materiais dielétricos amoldáveis dediferentes propriedades levando-se em consideração aexpansão térmica. Uma seção anterior do corpo isolador (25')é moldada em torno do pino de condução (34') a partir de umprimeiro material que se solidifica em um elementoessencialmente sólido, maquinável como explicadoanteriormente. A seção anterior une uma seção traseira(25") que é moldada em cima do pino de condução (34') edefletor de alta voltagem (35') a partir de um segundomaterial que se solidifica em um elemento de flexibilidademais alta em termos de expansão térmica, do que referidoprimeiro material. Expansão térmica da seção traseira (25")é absorvida em direção axial através de um membro de mola(43), atuando entre a placa de extremidade (21) e umassento configurado em anel (44) suportando a extremidadetraseira da seção traseira do corpo isolador (25"). Notáveltambém na segunda concretização, o defletor de altavoltagem (35') não é integrado no pino de condução (34') , oúltimo ainda devido para um exterior não linear axialmentefixado no corpo isolador (25").

Consistentemente com a primeira concretização dapresente invenção, o corpo isolador (25') é aprisionadoaxialmente no alojamento, por um lado através de anteparosradiais de apoio (38) e (39) sobre o exterior de corpoisolador e o interior de alojamento, respectivamente, e poroutro lado pela extremidade traseira do corpo isolador (25')apoiando a luva (41) que é suportada a partir do apoioradial que é formado sobre o flange (40). Folgas paraexpansão axial e/ou radial do corpo isolador podem serproporcionadas em concordância com a primeira concretizaçãoda presente invenção.

A extremidade traseira de seção anterior de corpoisolador possui uma aba (45) que concentricamente englobauma extremidade anterior da seção traseira de corpoisolador (25"). A aba (45) proporciona um aumento da áreade contato entre as seções anterior e traseira de corpoisolador, através das quais aquecimento pode ser conduzidoa partir da seção anterior. A aba (45) é semelhantementeoperativa para proteção mecanicamente da seção traseira, emum caso onde a última é produzida a partir de um materialde menos dureza do que a seção anterior. Adicionalmente, aaba (45) aumenta uma distância de corrente rasteira entrepartes de condução de alta voltagem e potencial de terra.

Também consistentemente com a primeira concretizaçãoda presente invenção, o corpo isolador (25') pelo menoslevando-se em consideração referida primeira seção, é umelemento homogêneo, sólido efetivo para separação daextremidade de terminação (10) do condutor de fase única epino de condução (34') a partir do potencial de terra.Adicionalmente, similar para a primeira concretização dapresente invenção, o pino de condução (34') e corpo isolador(25') se projetam juntamente a partir do alojamentocompensado em pressão em relação circundante para conexãoelétrica do conector de fase única para umconsumidor/supridor de corrente.

A primeira concretização e segunda concretizaçãoilustradas da presente invenção, no entanto, originalmenteprojetadas para voltagens de condução de 145 kv e 36 kV,respectivamente, são adaptáveis para outras taxas pormodificações que a partir dos ensinamentos aqui descritosdeveriam ser óbvios para uma pessoa especializada no estadoda técnica. A terminação plug-in apresentada proporcionabaixo estresse de campo elétrico em correntes de cargaoperacionais em um projeto compacto e de peso leve de umconector seco, em que materiais de isolamento sólidos sãoaplicados em todas as áreas onde estresse de campo elétricoé alto, o que é uma característica importante e central dapresente invenção. Uma outra característica importante é afunção múltipla do corpo isolador, projetado paraestabelecer contato elétrico e para proporcionar umabarreira de pressão dentro de um elemento único. Ainda umaoutra característica importante e central da presenteinvenção é a provisão de um material amoldável que sesolidifica em torno do pino de condução em um componenteque é prontamente maquinável, possibilitando que o corpoisolador venha a ser produzido em tolerâncias mínimas. Umacaracterística vantajosa adicional é a provisão de um corpoisolador em forma de montagem em que ménsurações de projetosão incluídas para absorção de forças axiais.

Deverá ser apreciado pela pessoa especializada noestado da técnica que estas e outras característicasrecitadas anteriormente e nas reivindicações de patenteacompanhantes podem ser aplicadas separadamente e irão cadauma beneficamente adicionar para o aperfeiçoamento determinações de cabo plug-in para utilização submarina. Ésemelhantemente apreciado que estas características, quandoaplicadas em combinação, resultam no melhor modo deoperação como ilustrado pelas concretizações apresentadasno texto e Desenhos. Não obstante o fato de que a presenteinvenção foi descrita em conexão com o suprimento deenergia para consumidores de corrente, deverá ser apreciadoque a terminação plug-in apresentada anteriormentesemelhantemente é útil para estabelecimento de conexão comuma fonte de energia. É semelhantemente para ser entendido,que qualquer referência anteriormente e nas reivindicaçõesde patente para produção submarina igualmente se aplicapara qualquer outra aplicação submersa onde eletricidade épara ser conduzida abaixo do nível da água.

Portanto, a presente invenção foi descrita comreferência para concretizações específicas, e deverá serobservado por aqueles especializados no estado da técnicaque a presente invenção é para ser considerada como estandounicamente limitada dentro do escopo e do espírito deproteção das reivindicações de patente posteriormente.

Claims (19)

1. Uma terminação plug-in de um condutor de fase única(6) em uma montagem de terminação de cabo de energia parautilização submersa, em que o condutor de fase única éancorado em um corpo isolador (25; 25') a ser inserido em umalojamento compensado em pressão (18), referido corpoisolador em forma de montagem a ser recebido em referidoalojamento compensado em pressão (18) sob engate detransmissão de força em direções axiais, caracterizada pelofato de que a extremidade de condutor sem revestimento (10)é eletricamente conectada dentro de referido corpo isolador(25; 25') para um pino de condução (34; 34') que é fixamenteembutido por moldagem em referido corpo isolador (25; 25'),e de que o pino de condução (34; 34') e corpo isolador (25; 25')em relação circundante juntamente se projetam a partirdo alojamento compensado em pressão (18) para conexãoelétrica do condutor de fase única (6) para umconsumidor/supridor de corrente.

2. A terminação plug-in de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende:uma primeira barreira separando um alojamentocompensado em pressão externo (11) a partir da águacircundante;- uma segunda barreira separando um alojamentocompensada em pressão interno (18) a partir do alojamentocompensado em pressão externo (11), em que o condutor defase única (6) corre através da primeira barreira e dasegunda barreira para ser ancorado dentro de referidoalojamento compensado em pressão interno (18) .

3. A terminação plug-in de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de que o referido corpo isolador(25; 25') é produzido a partir de um material amoldável quese solidifica em torno do pino de condução (34; 34') em umelemento maquinável.

4. A terminação plug-in de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de que o corpo isolador (25; 25')possui um primeiro diâmetro em uma seção posterior unindoum segundo diâmetro, menor em uma seção anterior através deuma etapa incluindo um componente radial de direção.

5. A terminação plug-in de acordo com a reivindicação-4, caracterizada pelo fato de que uma periferia externa docorpo isolador (25; 25') é de recepção no alojamento interno(18) sob engate de transmissão de força em direção axialatravés de um anteparo radial (38), se emparelhando com umanteparo radial (39) formado em uma periferia interna doalojamento interno (18).

6. A terminação plug-in de acordo com a reivindicação-5, caracterizada pelo fato de que os anteparos (38; 39) sãoinclinados a partir de uma normal (N) para um eixogeométrico de simetria do corpo isolador (25; 25') .

7. A terminação plug-in de acordo com a reivindicação-6, caracterizada pelo fato de que os anteparos (38; 39) sãoinclinados em um ângulo de 5o - 85°, preferivelmente em umângulo de 30° - 60°, ou o mais preferido em um ângulo (a) de50° +/- 5o a partir de uma normal (N) ao eixo geométrico desimetria do corpo isolador (25; 25') .

8. A terminação plug-in de acordo com a reivindicação-3, caracterizada pelo fato de que o corpo isolador (25; 25')é produzido a partir de um material amoldável que sesolidif ica em um elemento maquinavel formado com umacavidade central que firmemente (compactamente) acomoda oscomponentes de terminação de cabo, incluindo pelo menosgrampo de cone (26), anel de contato (27), peça decentragem (28), cone de estresse (29) e parafuso de pressão(30) .

9. A terminação plug-in de acordo com qualquerreivindicação precedente, caracterizada pelo fato de que ocorpo isolador (25; 25') em uma extremidade anterior éformado com um cilindro afilado (cônico) (37) em torno dopino de condução (34; 34') que substancialmente aumenta umadistância de corrente rasteira entre a extremidade nua depino de condução (34; 34') e potencial de terra,proporcionada pela extremidade anterior (36) do alojamentocompensado em pressão interno (18).

10. A terminação plug-in de acordo com qualquerreivindicação precedente, caracterizada pelo fato de que ocorpo isolador (25; 25') é configurado em uma extremidadetraseira para se apoiar, diretamente ou indiretamente, emum apoio radial se projetando para o alojamento interno(18) a partir de uma placa de extremidade (21) do mesmo.

11. A terminação plug-in de acordo com qualquerreivindicação precedente, caracterizada pelo fato de queuma folga axial é proporcionada entre a extremidadetraseira do corpo isolador (25; 25') e um apoio radial seprojetando para o alojamento interno (18) a partir de umaplaca externa (21) do mesmo.

12. A terminação plug-in de acordo com qualquerreivindicação precedente, caracterizada pelo fato de queuma folga radial é proporcionada entre o corpo isolador(25; 25') e o alojamento compensado em pressão interno (18).

13. A terminação plug-in de acordo com qualquerreivindicação precedente, caracterizada pelo fato de quepelo menos um elemento de vedação (42) entre a periferiaexterna do corpo isolador (25; 25') e a periferia interna doalojamento compensado em pressão interno (18) confina oslíquidos dielétricos presentes em extremidades opostas docorpo isolador (25; 25') .

14. A terminação plug-in de acordo com qualquerreivindicação precedente, caracterizada pelo fato de que ocorpo isolador (25; 25') é produzido a partir de uma resinade termofixação.

15. A terminação plug-in de acordo com a reivindicação-14, caracterizada pelo fato de que o corpo isolador (25;-25') é produzido a partir de poliepóxido (epóxi) .

16. A terminaçao plug-in de acordo com qualquerreivindicação precedente, caracterizada pelo fato de que ocorpo isolador (25') é composto de duas seções de diferenteflexibilidade térmica, pelo menos aquela uma anterior dereferidas duas seções sendo produzida a partir de ummaterial amoldável que se solidifica em um elementomaquinável.

17. A terminação plug-in de acordo com a reivindicação-16, caracterizada pelo fato de que aquela uma posterior dereferidas duas seções do corpo isolador composto (25') éproduzida a partir de um material amoldável possuindoflexibilidade térmica mais alta, do que faz referida seçãoanterior.

18. A terminação plug-in de acordo com asreivindicações 1 - 15, caracterizada pelo fato de que ocorpo isolador (25; 25') é um elemento sólido homogêneoseparando a extremidade de terminação (10) do condutor defase única e pino de condução (34; 34') a partir dopotencial de terra.

19. A terminação plug-in de acordo com a reivindicação-16, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma seçãoanterior de referido corpo isolador (25') é um elementosólido homogêneo separando a extremidade de terminação (10)do condutor de fase única e o pino de condução (34; 34') apartir do potencial de terra.