BRPI0805367B1

BRPI0805367B1 - dispositivo de proteção para um capacitor

Info

Publication number: BRPI0805367B1
Application number: BRPI0805367A
Authority: BR
Inventors: Lupin Jean-Marc; Pellet-Gallay Romain
Original assignee: Schneider Electric Ind Sas
Priority date: 2007-12-17
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2018-12-11
Also published as: ES2444123T3; EP2073224A2; CN101465203A; FR2925209A1; EP2073224A3; FR2925209B1; BRPI0805367A2; EP2073224B1; CN101465203B; PL2073224T3

Abstract

dispositivo de proteção para um capacitor. a presente invenção refere-se a um dispositivo de proteção (11) para um capacitor equipado com um invólucro, o dito dispositivo compreendendo: uma caixa (12) projetada para ser encaixada no invólucro, um condutor rompível (41) projetado para ser encaixado em série em uma das armações, um meio de ruptura, e uma parte móvel (18), móvel em transíação devido ao efeito da pressão no invólucro, sendo que a dita parte móvel é montada de modo que acione o meio de ruptura quando a pressão excede um limítrofe de disparo, caracterizado pelo fato de que o meio de ruptura compreende um meio para armazenar a energia necessária para romper o condutor (41) e um meio de travamento e destravamento que permite que a dita energia seja liberada quando o meio de ruptura é acionado. um capacitor que compreende o dispositivo de proteção.

Description

(54) Título: DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO PARA UM CAPACITOR (73) Titular: SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES SAS, Sociedade Francesa. Endereço: 89, Boulevard Franklin Roosevelt - F-92500 Rueil Malmaison, FRANÇA(FR) (72) Inventor: ROMAIN PELLET-GALLAY; JEAN-MARC LUPIN.

Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 16/12/2008, observadas as condições legais

Expedida em: 11/12/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO PARA UM CAPACITOR.

Antecedentes da Invenção

A presente invenção refere-se ao campo de capacitores, em particular, capacitores de energia que apresentam uma propriedade autoregeneradora, também conhecidos como capacitores auto-regeneradores.

Mais particularmente, a invenção refere-se a um dispositivo de proteção para um capacitor equipado com duas armações e um invólucro, o dito dispositivo compreendendo:

uma caixa projetada para ser encaixada no invólucro, um condutor rompível projetado para ser encaixado em série com uma das armações, um meio de ruptura para romper o condutor, e uma parte móvel, móvel devido ao efeito da pressão no invólucro em um movimento de translação ao longo de um eixo geométrico longitudinal, sendo que a dita parte móvel é montada de modo a acionar o meio de ruptura quando a pressão excede um limítrofe de disparo.

Estado da Técnica

Os capacitores de energia são, em geral, usados para realizar a compensação de energia reativa em sistemas de energia elétrica ou na fabricação de sistemas de filtragem harmônica.

Estes capacitores compreendem geralmente pelo menos um enrolamento espiralado obtido a partir de duas camadas de filme isolante nas quais uma camada metálica de condução foi depositada. Os enrolamentos são, em geral, circundados por um material, tal como, resina, óleo, gel ou gás.

Em capacitores auto-regeneradores, a presença de um defeito no filme isolante pode levar ao colapso localizado que resulta na evaporação dos eletrodos próximos ao defeito. Quando o capacitor é solicitado de maneira anormal ou quando o mesmo está no final da vida, as propriedades auto-regeneradoras podem ser prejudicadas. Por exemplo, os aumentos de corrente entre as armações de capacitor podem causar um aumento de

temperatura próximo ao defeito e a produção de um gás de decomposição do filme isolante, a pressão deste gás pode levar à ruptura do invólucro.

O pedido de patente FR 2589618 descreve um dispositivo de proteção para um capacitor que compreende um fusível conectado em série com uma das armações de capacitor, sendo que este fusível é destruído por fusão quando ocorre uma falha de corrente. Este dispositivo compreende adicionalmente um pistão que causa a ruptura do fusível quando a pressão dos gases de decomposição dentro da caixa de capacitor excede um valor de segurança.

Uma desvantagem do dispositivo mencionado acima é que a força disponível para romper o fusível depende da pressão dos gases de decomposição gerada e da taxa na qual a pressão destes gases aumenta. Sumário da Invenção

O objetivo da invenção é remediar os problemas técnicos dos dispositivos de proteção da técnica anterior propondo-se um dispositivo de proteção para um capacitor equipado com duas armações e um invólucro, o dito dispositivo compreendendo:

uma caixa projetada para ser encaixada no invólucro, um condutor rompível projetado para ser encaixado em série

com uma das armações, um meio de ruptura para romper o condutor, e uma parte móvel, móvel devido ao efeito da pressão no invólucro em um movimento de translação ao longo de um eixo geométrico longitudinal, sendo que a dita parte móvel é montada de modo a acionar o meio de ruptura quando a pressão excede um limítrofe de disparo.

No dispositivo de acordo com a invenção, o meio de ruptura compreende um meio para armazenar a energia necessária para romper o condutor e um meio de travamento e destravamento que permite que a dita energia seja liberada quando o meio de ruptura é acionado.

O meio de ruptura é acionado, de preferência, quando a parte móvel é movida além de uma posição limite que corresponde ao limítrofe de disparo que é excedido.

De acordo com uma modalidade preferida, o meio de ruptura compreende uma lâmina de faca e um suporte para lâmina no qual a lâmina de faca é montada de maneira fixa. A lâmina de faca é, de preferência, encaixada móvel na caixa e é móvel na rotação ao redor do eixo geométrico 5 longitudinal. O dispositivo compreende, de preferência, um meio para guiar o suporte para lâmina em rotação.

De acordo com uma modalidade, o meio para armazenar energia pode compreender uma mola de torção encaixada entre o suporte para

lâmina e a caixa, sendo que a dita mola é estendida quando o suporte para lâmina se encontra em uma posição carregada. O meio de travamento e destravamento, de preferência, permite adicionalmente que o suporte para lâmina seja mantido na posição carregada. O suporte para lâmina também é, de preferência, móvel com movimento de translação ao longo do eixo geométrico longitudinal.

De maneira vantajosa, o meio de travamento e destravamento compreende:

pelo menos um declive axial orientado em uma direção paralela ao eixo geométrico longitudinal, pelo menos uma protuberância para ser engatada no declive

axial, e meios para manter a protuberância no declive axial.

De preferência, a protuberância fica disposta em uma superfície interna da caixa e o declive axial fica disposto em uma superfície externa periférica do suporte para lâmina. De maneira vantajosa, os meios para 25 manter a protuberância no declive axial compreendem um meio de retorno encaixado entre o suporte para lâmina e a caixa para aplicar uma força de retorno no suporte para lâmina e para manter o suporte paraa lâmina na posição carregada.

De acordo com uma modalidade preferida, o suporte para lâmina compreende meios para separar as extremidades do condutor que parecem seguir a ruptura do condutor. Os meios para separação compreendem, de preferência, um entroncamento disposto no suporte para lâmina em que pelo menos uma parte do condutor rompível seja alojada de modo que, seguindo a ruptura do condutor rompível, a dita parte do condutor rompível seja acionada através da rotação do suporte para lâmina.

De acordo com uma modalidade preferida, a parte móvel é formada essencialmente por uma parte central móvel de uma membrana deformável que compreende uma parte periférica projetada para ser encaixada na caixa. A parte periférica é, de preferência, hermeticamente encaixada na caixa para isolar um volume que compreende o condutor rompível. A membrana é, de preferência, do tipo ondulado.

De acordo com uma modalidade preferida, o condutor rompível compreende um elemento de fusível.

A invenção também se refere a um capacitor equipado com duas armações e que compreende um dispositivo de proteção do dito capacitor, conforme descrito acima, o dito dispositivo compreende um condutor rompível encaixado em série com uma das armações.

Breve Descrição dos Desenhos

Outras vantagens e características tornar-se-ão mais claramente aparentes a partir da seguinte descrição das modalidades particulares da invenção fornecidas apenas com propósitos exemplificativos não-restritivos e representadas nos desenhos em anexo.

A figura 1 representa uma vista superior em perspectiva de uma modalidade do dispositivo da invenção.

A figura 2 representa uma vista inferior em perspectiva do dispositivo da figura 1, em que a parte móvel se encontra em uma posição inicial.

A figura 3 representa uma vista inferior em perspectiva do dispositivo da figura 1, em que a parte móvel se encontra em uma posição de destravamento que libera a energia necessária para romper o condutor.

A figura 4 representa um sistema com três capacitores um dos quais é equipado com um dispositivo de proteção de acordo com a invenção.

A figura 5 representa uma vista lateral do dispositivo representado na figura 2.

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A figura 6 é uma vista em corte transversal longitudinal ao longo da linha BB-BB do dispositivo representado na figura 2.

A figura 7 é uma vista em corte transversal ao longo da linha DD-DD do dispositivo representado na figura 2.

A figura 8 é uma vista em corte transversal longitudinal detalhada de uma parte do dispositivo representado na figura 2.

A figura 9 é uma vista em perspectiva lateral do suporte para lâmina.

A figura 10 é uma vista em perspectiva superior do suporte para lâmina representado na figura 9.

A figura 11 é uma vista em perspectiva inferior do suporte para lâmina representado na figura 9.

A figura 12 é uma vista em corte transversal longitudinal ao longo da linha CC-CC do dispositivo representado na figura 2, onde a parte 15 móvel se encontra em uma posição inicial.

A figura 13 é uma vista inferior, sem a membrana, do dispositivo representado na figura 12.

A figura 14 é uma vista em corte transversal longitudinal ao longo da linha CC-CC do dispositivo representado na figura 2, onde a parte

móvel se encontra em uma posição de destravamento que libera a energia necessária para romper o condutor.

A figura 15 é uma vista inferior do dispositivo representado na figura 14, sem a membrana.

A figura 16 é uma vista explodida de partes diferentes de uma 25 modalidade do dispositivo de proteção.

As figuras 17a, 17b e 17c representam cortes transversais esquemáticos de uma modalidade do dispositivo de proteção, de acordo com a invenção, onde o suporte para lâmina se encontra em diferentes posições. Descrição Detalhada de uma Modalidade

Conforme representado na figura I, o dispositivo de proteção 11 compreende uma caixa 12 que compreende uma cobertura 13 e uma tampa 14 que cobre a dita cobertura. A tampa da caixa compreende aberturas 15 e

para a passagem dos condutores que se conectam às armações do capacitor no qual o dispositivo de proteção é projetado para ser encaixado. Conforme ilustrado na figura 16, a caixa 12 do dispositivo de proteção é montada ao cobrir a cobertura 13 com a tampa 14. Conforme pode ser visto 5 nas figuras 6 e 16, quando a montagem é realizada, a superfície externa de uma parede lateral 63 da tampa opera em conjunto com a superfície interna 21 de uma parede lateral 20 da cobertura 13.

Conforme representada nas figuras 2 e 3, a parte inferior do dis-

positivo de proteção 11 compreende uma membrana deformável 17 que veda firmemente a caixa 12. A membrana 17 compreende uma parte móvel 18 que é móvel devido ao efeito da pressão no invólucro com um movimento de translação ao longo de um eixo geométrico longitudinal Z-Z'. No caso representado, a parte móvel 18 é essencialmente formada pela parte central da membrana. A membrana também compreende uma parte periférica 19 que 15 opera em conjunto com as bordas da parede lateral interna 20 da cobertura

13. Conforme ilustrado na figura 16, a caixa 12 é, portanto, fechada em sua parte inferior através da membrana deformável 17. Na modalidade representada, a membrana 17 é do tipo ondulado, isto é, a parte móvel 18 desta membrana pode se mover entre duas posições estáveis. No caso da figura

2, a parte móvel 18 em uma primeira posição inicial. Nesta primeira posição, a dita membrana deve ter uma configuração não ondulada. Esta posição é mantida enquanto a pressão dentro do invólucro de capacitor for menor que um limítrofe de disparo. No caso da figura 3, a parte móvel 18 se encontra em uma segunda posição extrema que permite que o meio de ruptura seja acionado. Nesta segunda posição, a dita membrana deve ter uma configuração ondulada. O movimento nesta segunda posição é obtido quando a pressão dentro do invólucro de capacitor excede o limítrofe de disparo.

Conforme ilustrado na figura 4, o dispositivo de proteção 11, descrito acima, é projetado para ser encaixado no invólucro 31 de um capa30 citor 32, por exemplo, um capacitor auto-regenerador. Este tipo de capacitor compreende, em geral, um enrolamento espiralado, não mostrado, alojado no invólucro 31. Quando um capacitor não projetado pelo dispositivo da in-

venção é solicitado de maneira anormal ou quando o mesmo está no final da . .-,.t Λ·*/· .

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O' V vida, as propriedades auto-regeneradoras são prejudicadas, resultando na produção de um gás de decomposição e em um aumento de pressão deste gás que pode levar até a ruptura do invólucro. A presença do dispositivo de 5 proteção 11 no capacitor permite que este tipo de incidente seja evitado.

Conforme pode ser visto na figura 4, o dispositivo de proteção 11 é encaixado no capacitor 32 para fechar firmemente o invólucro de capacitor 31. Este tipo de encaixe também é descrito na Patente Francesa FR 2890486. Por-

tanto, a parte móvel 18 é submetida a tensões da pressão que prevalece no interior do invólucro 31 do capacitor 32. A parte inferior da caixa 12 compreende a membrana previamente descrita 17, a parte periférica 19 desta opera em conjunto com as bordas das paredes laterais internas 20 da cobertura

13. A montagem da caixa 12, isto é, a cobertura 13, a tampa 14 e também a membrana 17, é ilustrada através da vista explodida da figura 16.

A seguir, os elementos internos do dispositivo de proteção são descritos em maiores detalhes. No dispositivo da figura 6, a cobertura 13, a tampa 14ea membrana 17 são representadas em cortes transversais longitudinais. A parte móvel 18 formada pela parte central da membrana 17 e a parte periférica 19 desta membrana também podem ser vistas nesta figura.

Uma separação firme entre o invólucro de capacitor no qual o dispositivo de proteção é projetado para ser encaixado, por um lado, na caixa do dito dispositivo de proteção e, por outro lado, é obtido por meio da cobertura 13 e da membrana 17. Esta separação firme também pode ser obtida através da fundição de um material polimerizável ou usando-se um lacre.

O dispositivo de proteção compreende adicionalmente um condutor rompível 41 representado em vista lateral na figura 6. Em geral, rompível significa que o condutor pode ser rompido por fratura ou ruptura. Conforme pode ser visto na figura 7, o condutor rompível 41 se estende através da caixa 12 e, mais particularmente, através da cobertura 13 da dita caixa.

Antes que o meio de ruptura seja acionado, os condutores frágeis são mantidos estendidos através de dois pontos de ancoragem 42 e 43.

Na modalidade representada, o meio de ruptura compreende

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uma lâmina de faca 44, capaz de ser vista nas figuras 13 e 15 e um suporte para lâmina 45 no qual a lâmina de faca é montada de maneira fixa. A lâmi« na de faca é fixada a uma parte periférica do suporte para lâmina.

Conforme pode ser visto na figura 6 e de uma maneira mais de5 talhada na figura 8, o suporte para lâmina compreende uma luva 51 encaixada de maneira móvel ao redor de um eixo geométrico 52 que é substancialmente o mesmo que o eixo geométrico longitudinal Z-Z'. Devido a este método de montagem, o suporte para lâmina é capaz de ser movido através da

rotação ao redor do eixo geométrico 52. A rotação do suporte para lâmina em uma direção de acionamento conduz a lâmina de faca até um ponto de ruptura do condutor rompível 41. O meio de ruptura também compreende meios de armazenamento de energia, neste caso, uma mola de torção 53 encaixada entre o suporte para lâmina 45 e a tampa 14 da caixa. Ao fazer o suporte para lâmina girar em uma direção oposta à direção de acionamento 15 e tensionar a mola de torção, o dito suporte de lâmina pode ser posicionado em uma posição carregada. Nesta posição carregada, uma energia de torção da mola 53 é acumulada. Devido a esta energia, quando o acionamento do meio de ruptura ocorre, o suporte para lâmina pode, portanto, ser capaz de girar na direção de acionamento com velocidade e/ou aceleração sufici-

ente para romper o condutor rompível. Conforme pode ser visto na figura 8, a mola de torção 53 é disposta ao redor de invólucros com dois elementos cilíndricos 54 e 55, respectivamente dispostos na tampa 14 e no suporte para lâmina 45. Conforme pode ser visto nas figuras 9, 10 e 12, as extremidades da mola de torção 53 opera em conjunto com um batente 56 disposto na tampa 14 e um batente 57 disposto no suporte para lâmina.

Conforme pode ser visto na figura 6 e de uma maneira mais detranslação ao longo deste mesmo eixo geométrico.

talhada na figura 8, um espaço 58 em uma lateral da luva 51 e um espaço entre os dois elementos cilíndricos 54 e 55 proporcionam uma folga translacional para a dita luva ao longo eixo geométrico 52. O suporte para lâmina pode, deste modo, se mover não apenas em um movimento rotacional ao redor do eixo geométrico Z-Z', mas também em um movimento de i

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O meio de ruptura compreende adicionalmente o meio de travamento e destravamento.

Uma primeira função do meio de travamento e destravamento é travar, isto é, manter o suporte de lâmina na posição carregada, uma posição em que a mola de torção é estendida. Esta função de travamento é, geralmente, implementada quando a montagem do dispositivo de proteção é realizada no momento em que o suporte para lâmina é girado em uma direção oposta à direção de acionamento. Conforme pode ser visto nas figuras 13, 15 e 16, o meio de travamento e destravamento compreende duas protuberâncias 61, 62 salientes na superfície interna das paredes laterais 63 da tampa 14 da caixa. Para propósitos exemplificativos, as protuberâncias podem ser ressaltos ou pinos. Conforme pode ser visto nas figuras 9, 10, 11 e 16, o meio de travamento e destravamento também compreende dois declives axiais 65, 66 orientados em uma direção paralela ao eixo geométrico longitudinal Z-Z' e dispostos em uma superfície externa periférica 64 do suporte para lâmina 42. Quando a montagem é realizada, após o suporte para lâmina ter sido girado na direção oposta à direção de acionamento para estender a mola de torção, as protuberâncias 61, 62 são engatadas em declives axiais 65, 66. Após a montagem ter sido concluída, o suporte para lâmina 45 é, portanto, mantido em uma posição carregada dentro de um volume definido pelas paredes laterais 63 da tampa 14. Nesta posição, a rotação do suporte para lâmina é obstruída pelas protuberâncias que se engatam nos declives axiais. O meio de travamento e destravamento compreende adicionalmente um meio para reter as protuberâncias 61, 62 nos declives axiais 65, 66. Conforme pode ser visto nas figuras 6 e 8, este meio de retenção compreende um meio de retorno, isto é, uma mola de compressão 67 encaixada entre o suporte para lâmina 45 e a tampa 14 da caixa. Esta mola é encaixada ao redor do eixo geométrico 52 da tampa 14. Para evitar que a mola de compressão seja curvada, a última é alojada dentro dos elementos cilíndricos 54, 55 respectivamente dispostos na tampa 14 e no suporte para lâmina 45. As extremidades da mola de compressão operam em conjunto com a tampa 14 e o suporte para lâmina 45 para aplicar uma força de retorno no

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suporte para lâmina. Conforme pode ser visto na figura 10, o suporte para lâmina compreende batentes 68 na extremidade de cada declive axial 65, 66. As protuberâncias 61, 62 pressionam os batentes 68 devido a tensão exercida pela mola de compressão 67. Portanto, a mola de compressão e o 5 batente permitem que o suporte para lâmina seja mantido na posição carregada. Eles contribuem, deste modo, com a função de travamento ao limitar o movimento de translação e manter as protuberâncias 61, 62 engatadas nos declives axiais 65, 66.

A posição ajustada do suporte para lâmina é ilustrada nas figuras 12 e 13. Conforme pode ser visto na figura 12, a parte móvel 18 formada pela parte central da membrana 17 se encontra na posição inicial. Nesta posição inicial, a parte móvel não fica em contato com o suporte para lâmina e não exerce nenhuma força sobre o dito suporte para lâmina. Deste modo, o suporte para lâmina é mantido em contato com as protuberâncias atra15 vés de seu batente 68, devido à mola de compressão. Portanto, a mola de compressão 67, as protuberâncias 61, 62 e o batente 68 contribuem com o travamento do movimento de translação do suporte para lâmina. Conforme pode ser visto na figura 13, as protuberâncias 61, 62 salientes na superfície interna das paredes laterais 63 da tampa são respectivamente engatadas

nos declives axiais 65, 66 dispostos na superfície externa periférica 64 do suporte para lâmina 45. Deste modo, a rotação do suporte para lâmina é obstruída. As protuberâncias e declives axiais, portanto, contribuem com travamento da rotação do suporte para lâmina.

A posição carregada do suporte para lâmina é esquematicamen25 te representada na figura 17a. A parte móvel, não mostrada na figura 17a, se encontra em uma posição inicial estável, na qual a mesma não exerce nenhuma força sobre o suporte para lâmina 45. Deste modo, o suporte para lâmina 45 não é movido em translação. Portanto, o suporte para lâmina é mantido pela mola de compressão 67 e pelas protuberâncias 61, 62 em seu batente 68. Na posição carregada, a rotação do suporte para lâmina é obstruída pelas protuberâncias 61, 62 que se engatam nos declives axiais 65, paralelos ao eixo geométrico de translação e perpendicular ao plano de

rotação. A energia da mola de torção é, portanto, mantida travada.

Uma segunda função do meio de travamento e destravamento é permitir o destravamento do dito meio de ruptura a ser acionado liberando a energia necessária para romper o condutor. Quando o meio de ruptura é acionado, o meio de travamento e destravamento, na verdade, permite que o suporte para lâmina não seja mais mantido em sua posição carregada. Quando o meio de ruptura é acionado, o suporte para lâmina é, portanto, movido em rotação com energia suficiente para conduzir a lâmina de faca

até o ponto de ruptura do condutor rompível. Para este propósito, a parte móvel é encaixada de tal modo que acione o meio de ruptura quando a pressão exceder o limítrofe de disparo. Na modalidade representada, a parte móvel 18 é móvel em um movimento de translação ao longo do eixo geométrico longitudinal Z-Z¹, de acordo com a pressão que prevalece no invólucro de capacitor. Quando esta pressão excede o limítrofe de disparo, a parte 15 móvel pressiona o suporte para lâmina 45 aplicando no mesmo uma força oposta à força de retorno exercida pela mola de compressão 67 do meio para retenção. Quando esta força é maior que a força de retorno, o suporte para lâmina é movido em translação. Neste movimento de translação, o suporte de lâmina é guiado por meio de protuberâncias 61, 62 engatadas em

declives axiais 65, 66 substancialmente paralelos ao eixo geométrico longitudinal. Este movimento de translação do suporte de lâmina é continuado até que as protuberâncias 61, 62 tenham se movido além de uma extremidade dos declives axiais 65, 66. Neste estágio, as protuberâncias 61,62 são desengatadas dos declives axiais 65, 66 e a energia armazenada pela mola 25 de torção 53 é liberada. Deste modo, o suporte para lâmina 45 inicia um movimento rotacional na direção de acionamento.

Conforme pode ser visto nas figuras 9 a 11, as extremidades de cada declive axial 65, 66 através das quais as protuberâncias 61, 62 são desalojadas abertas sobre os declives laterais 71 orientados em um plano substancialmente perpendicular ao eixo geométrico longitudinal Z-Z'. Estes declives laterais 71 constituem um meio de guia para guiar o movimento rotacional do suporte para lâmina. As protuberâncias 61, 62 são, deste modo,

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ç. ‘ ~ wa-ι ·· ^: engatadas em declives laterais 71 e o movimento rotacional sob a impulsão da mola de torção 53 do suporte para lâmina não é mais obstruído.

O movimento do suporte para lâmina após o meio de ruptura ter sido acionado é ilustrado nas figuras 14 e 15. Conforme pode ser visto na figura 14, a parte móvel 18 que constitui a parte central da membrana 17 se encontra em uma posição de acionamento. Quando o movimento da parte móvel ocorre, a última entra em contato com o suporte para lâmina 45 e exerce uma força com intensidade maior que a força de retorno da mola de compressão do dito suporte para lâmina. Deste modo, o suporte para lâmina se move em translação e, então, em rotação para conduzir a lâmina de faca até o ponto de ruptura do condutor rompível e romper o último. Conforme pode ser visto na figura 15, as protuberâncias 61,62 da tampa são respectivamente desengatadas dos declives axiais 65, 66, permitindo que o suporte para lâmina gire na direção de acionamento. O condutor rompível é, portanto, rompido, conforme pode ser visto nas figuras 14 e 15.

Conforme representado nas figuras 13 e 15, uma parte do condutor rompível 41 é alojada em um entroncamento 69 disposto na parte inferior do suporte para lâmina. Na posição carregada representada na figura 13, o eixo geométrico do entroncamento é substancialmente paralelo e/ou idêntico ao eixo geométrico do condutor rompível estendido. Na posição carregada, as paredes de entroncamento 69 não exercem qualquer tensão no condutor rompível estendido. Além disso, as paredes de entroncamento 69 não ficam em contato com o condutor rompível. Portanto, o condutor rompível fica suficientemente distante das partes internas do dispositivo de proteção e uma corrente de intensidade forte pode, portanto, fluir no dito condutor sem interferir nestas partes internas. Na posição representada na figura 15, o eixo geométrico de entroncamento 69 se moveu em rotação ao mesmo tempo em que o suporte para lâmina. No movimento rotacional do suporte para lâmina, uma extremidade do condutor rompível foi rompida e o entron30 camento 69 foi conduzido em sua rotação na parte do dito condutor rompível alojado no dito entroncamento e cuja extremidade foi rompida. Ambas as extremidades do condutor rompível que se tornaram aparentes quando a

ί 1

ruptura do dito condutor ocorreu foram movidas, portanto, afastadas umas das outras. Portanto, no processo de ruptura do condutor rompível, a extinção de arco é aumentada pela velocidade de rotação do suporte para lâmina. Uma vez que o condutor rompível foi rompido, o risco de arqueamento é 5 reduzido através da separação e da velocidade de separação das extremidades do dito condutor que se origina a partir da ruptura. À medida que o volume do entroncamento no qual o condutor rompível é alojado é isolado do compartimento firmemente selado do capacitor, a ruptura do condutor

rompível é, portanto, realizada em um ambiente desprovido de gases de decomposição e esta ruptura é, portanto, aperfeiçoada.

Para um melhor entendimento, as posições diferentes do suporte para lâmina que segue o destravamento são esquematicamente ilustradas nas figuras 17b a 17c.

No caso representado na figura 17b, a pressão que prevalece no invólucro de capacitor excedeu o limítrofe de disparo e a parte móvel, não representada, se move entre a posição inicial e uma posição separada. Durante este movimento, a parte móvel primeiro entra em contato com o suporte para lâmina. Uma vez que a parte móvel está em contato com o suporte para lâmina, a mesma exerce uma força maior sobre a última do que a força

de retorno da mola de compressão 67. O suporte de lâmina 45 é, portanto, pressionado pela parte móvel, conforme indicado pela seta 86. O movimento de translação do suporte para lâmina é guiado pelo deslizamento relativo das protuberâncias 61, 62 nos declives axiais 65, 66 paralelos ao eixo geométrico de translação e perpendiculares ao plano de rotação. Na posição 25 intermediária representada na figura 17b, a rotação do suporte para lâmina não é mais obstruída pelo engate das protuberâncias 61, 62 nos declives axiais 65, 66.

lâmina é, portanto, conduzido em rotação na direção de acionamento. Na posição intermediária representada na figura 17c, o suporte para lâmina se

No caso representado na figura 17c, as protuberâncias 61, 62 são engatadas nos declives laterais 71. A energia armazenada pela mola de torção, não representada figura 17c, é, portanto, liberada e o suporte para

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move em rotação, conforme indicado pela seta 88. A lâmina de faca é, portanto, acionada com velocidade e/ou aceleração suficiente para romper o condutor rompível.

Na modalidade representada, a parte móvel corresponde à parte central de uma membrana do tipo ondulado e, portanto, apresenta duas posições estáveis. Enquanto a pressão não atingir o limítrofe de disparo, a parte móvel permanece, portanto, na posição inicial. Assim que a pressão excede o limítrofe de disparo, a parte móvel é movida para uma posição de acionamento estável. Em outras modalidades, não representadas, o movi10 mento da parte móvel pode ser progressivo. Este é o caso, por exemplo, de uma parte móvel do tipo pistão.

Em outras modalidades, o condutor rompível pode compreender um elemento de fusível capaz de se fundir quando a intensidade de corrente nas armações de capacitor exceder um limite predefinido. Este elemento de 15 fusível pode ser disposto no nível do ponto de ruptura do condutor rompível.

O meio de travamento e destravamento pode compreender elementos ou fusíveis deformáveis em resposta a um aumento de temperatura. Por exemplo, as protuberâncias 61, 62 podem ser feitas de material fusível para liberarem a energia necessária para romper o condutor rompível quan20 do a temperatura exceder um limítrofe predefinido.

A parte móvel também pode ser ajustada em movimento por um elemento feito de um material que seja extensível em resposta a um aumento de temperatura. Este é o caso, por exemplo, de um pistão acionado por um elemento feito de tal material.

Outra vantagem da modalidade representada é que o dispositivo não pode ser reinicializado sem uma intervenção externa que resulta em um uso orientado com segurança.

Outra vantagem da modalidade representada é que a velocidade

Outra vantagem da modalidade representada é que a mesma pode ser reutilizável após a reinicialização.

da lâmina de faca é reduzida com relação à velocidade do movimento da parte móvel.

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Outra vantagem da modalidade representada é que o dispositivo de proteção pode ser pré-montado antes de ser encaixado no invólucro de capacitor.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de proteção (11) para um capacitor (32) equipado com duas armações e um invólucro (31), o dito dispositivo compreendendo:

uma caixa (12) projetada para ser encaixada no invólucro, um condutor rompível (41) projetado para ser encaixado em série em uma das armações, um meio de ruptura para romper o condutor, e uma parte móvel (18), móvel devido ao efeito da pressão no invólucro em um movimento de translação ao longo de um eixo geométrico longitudinal (Z-Z'), sendo que a dita parte móvel é montada de modo que acione o meio de ruptura quando a pressão excede um limítrofe de disparo, caracterizado pelo fato de que o meio de ruptura compreende um meio para armazenar a energia necessária para romper o condutor (41) e um meio de travamento e destravamento que permite que a dita energia seja liberada quando o meio de ruptura é acionado.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de ruptura é acionado quando a parte móvel (18) é movida além de uma posição limite que corresponde ao limítrofe de disparo que é excedido.
3. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o meio de ruptura compreende uma lâmina de faca (44) e um suporte para lâmina (45) no qual a lâmina de faca é montada de maneira fixa.
4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o suporte para lâmina (45) é encaixado de maneira móvel na caixa (12) e é móvel em rotação ao redor do eixo geométrico longitudinal (Z-Z') e pelo fato de que o dito dispositivo compreende um meio para guiar (71) o suporte para lâmina (45) em rotação.
5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o meio para armazenar energia compreende uma mola de torção (53) encaixada entre o suporte para lâmina (45) e a caixa (12), sendo que a dita mola é estendida quando o suporte paPetição 870180145415, de 29/10/2018, pág. 4/10 ra lâmina se encontra em uma posição carregada.
6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o suporte para lâmina (45) também é móvel em um movimento de translação ao longo do eixo geométrico longitudinal (Z-Z').
7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o meio de travamento e destravamento compreende:

pelo menos um declive axial (65, 66) orientado em uma direção paralela ao eixo geométrico longitudinal (Z-Z'), pelo menos uma protuberância (61, 62) a ser engatada no declive axial, e um meio para manter a protuberância no declive axial.
8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a protuberância (61, 62) é disposta em uma superfície interna (63) da caixa (12) e o declive axial (65, 66) é disposto em uma superfície externa periférica (64) do suporte para lâmina (45).
9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o meio para manter a protuberância no declive axial compreende um meio de retorno (67) encaixado entre o suporte para lâmina (45) e a caixa (12) para aplicar uma força de retorno no suporte para lâmina e ara manter o suporte para lâmina na posição carregada.
10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 9, caracterizado pelo fato de que o suporte para lâmina (45) compreende um meio para separar as extremidades do condutor que parecem seguir a ruptura do condutor (41).
11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o meio para separar compreende um entroncamento (69) disposto no suporte para lâmina (45) em que pelo menos uma parte do condutor rompível (41) é alojada de modo que, seguindo a ruptura do condutor rompível, a dita parte do condutor rompível seja conduzida pela rotação do suporte de lâmina (45).
12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações

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1 a 11, caracterizado pelo fato de que a parte móvel (18) é essencialmente formada por uma parte central móvel de uma membrana deformável (17) que compreende uma parte periférica (19) projetada para ser encaixada na caixa (12).
13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a parte periférica (19) é firmemente encaixada na caixa (12) para isolar um volume que compreende um condutor rompível.
14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o condutor rompível (41) compreende um elemento de fusível.
15. Capacitor (32) equipado com duas armações e que compreende um dispositivo de proteção (11) do dito capacitor, como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de proteção do dito dispositivo compreende um condutor rompível (41) encaixado em série em uma das armações.

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