[001] A presente invenção refere-se a um sistema, método e dispositivo de monitoração de equipamentos elétricos e equipamento elétrico com selagem monitorada, compreendendo ao menos um conjunto de sensoriamento, ao menos um meio de sinalização e ao menos um meio de secagem, em que o conjunto de sensoriamento compreende ao menos um sensor de umidade, ao menos um sensor de presença de líquido e ao menos um elemento centralizador, através dos quais são monitorados parâmetros relacionados principalmente à selagem de seus componentes e/ou compartimentos.

Descrição do Estado da Técnica

[002] Muitos transformadores têm os seus enrolamentos imersos em fluidos, tal como óleo isolante, especialmente desenvolvidos para atender aos requisitos de transferência térmica, isolação elétrica, estabilidade química, durabilidade necessários à aplicação, etc.

[003] A umidade é um dos elementos que podem deteriorar a qualidade do fluido, colocando em risco o transformador, usuários e transeuntes. Por isso há sempre a preocupação de manter o transformador bem vedado contra este elemento.

[004] Um dos pontos mais críticos para entrada de umidade no transformador é através de uma falha no sistema de selagem, por exemplo, de um tanque de expansão de óleo, que acomoda a variação de volume do óleo conforme varia a temperatura.

[005] Para mitigar o risco de entrada de água através do referido tanque de expansão, nele há um sistema de selagem composto principalmente por uma membrana ou bolsa de borracha, que permite acomodar a expansão do óleo, enquanto o mantém separado da atmosfera. Além disso, um secador de ar instalado no acesso ao tanque de expansão garante que o ar em contato com a bolsa de expansão esteja sempre seco.

[006] Sabedoras do custo social e do risco de uma manutenção preventiva ineficiente, concessionárias de energia elétrica vistoriam e instalam sensores no sistema de selagem para que possam detectar um eventual defeito na bolsa antes que o transformador sofra uma falha catastrófica.

[007] Todavia, atualmente são utilizados os seguintes equipamentos e procedimentos destinados à manutenção preventiva do sistema de selagem:

[008] implementação de um sensor de presença de óleo sobre a membrana ou dentro da bolsa de expansão, para monitorar sua integridade e detectar possíveis rompimentos.

[009] Realização de rondas periódicas para avaliação visual do estado da sílica-gel, ou outro sistema secador, que desumidifica o ar que entra no tanque de expansão.

[0010] Assim, observa-se que os equipamentos e procedimentos realizados para manutenção preventiva do sistema de selagem se baseiam basicamente em dois pilares, sendo o primeiro a implementação de um sensor comum e a segunda a trabalhosa verificação manual das condições do estado do sistema secador.

[001 1] O primeiro pilar que compreende a detecção da presença de óleo ou líquidos em geral pela variação do índice de refração de seu elemento sensor, o que faz com que este componente só acuse o vazamento de óleo ou a presença de líquidos em geral quando está completamente imerso nele.

[0012] A simples detecção de presença de líquido pelo sensor comum não permite, por exemplo, distinguir se houve condensação de água sobre a bolsa ou se houve uma falha mais grave, como a ruptura da selagem.

[0013] A condensação de água sobre a bolsa é possível quando a sílica estiver saturada ou a vedação do tanque comprometida. Nessa condição, um corte no diafragma permite a dispersão da água no óleo, comprometendo as suas características físico-químicas. Identificar a condensação de água dentro do tanque e em seguida a presença de óleo é um alerta importante, que aponta o agravamento de uma falha [0014] O segundo pilar que compreende a trabalhosa verificação manual das condições do estado do sistema secador compreende, em que o sistema secador deve ser periodicamente avaliado visualmente. Em se tratando de secagem por sílica (método mais utilizado), observa- se que sua coloração indica seu grau de saturação devido à umidade extraída do ar que passa pela referida sílica. Quando saturada esta deve ser trocada.

[0015] A ronda periódica para a avaliação visual da sílica do secador de ar pode não ser frequente o suficiente para evitar a saturação da sílica e a subsequente entrada de umidade no tanque de expansão. Além disso, inspeções visuais são dispendiosas e apresentam baixa confiabilidade e precisão.

[0016] Ademais, o método atual é focado na verificação do estado da sílica e ignora a umidade que possa existir no ar dentro do tanque, que pode ser afetada por elementos outros além do secador, como a ruptura da vedação.

[0017] A simples detecção de presença de líquido pelo sensor comum não permite, por exemplo, distinguir se houve condensação de água sobre a bolsa ou se houve uma falha mais grave, como a ruptura da bolsa. Diferenciar se o líquido presente é água ou óleo é relevante.

[0018] A condensação de água sobre a bolsa é possível quando a sílica estiver saturada ou a vedação do tanque comprometida. Nessa condição, um corte no diafragma permite a dispersão da água no óleo, comprometendo as suas características físico-químicas. Identificar a condensação de água dentro do tanque e em seguida a presença de óleo é um alerta importante, que aponta o agravamento de uma falha.

[0019] Sendo assim, não se observa no estado da técnica um sistema, método ou dispositivo capaz de monitorar a integridade de uma selagem em equipamentos elétricos e tampouco considerar conjuntamente dados e informações como, por exemplo de umidade e fluido, em tal monitoramento.

[0020] Neste cenário, visando sanar e superar os problemas conhecidos no estado da técnica e acima mencionados, a presente invenção propõe um sistema, método e dispositivo que compreende uma série de componentes configurados para realizar um monitoramento preciso da selagem de equipamentos elétricos, dentre os quais destacam-se ao menos um conjunto de sensoriamento, ao menos um meio de sinalização e ao menos um meio de secagem. A presente invenção propõe ainda um equipamento elétrico com selagem monitorada.

[0021] De maneira vantajosa, o sistema, método e dispositivo e equipamento elétrico com selagem monitorada propostos pela presente invenção são configurados para considerar conjuntamente dados e informações como, por exemplo, umidade e fluido, considerando ainda um histórico de eventos e métodos de análise (por exemplo, estocásticos, I.A., dentre outros) na realização do referido monitoramento.

[0022] Em outras palavras, uma configuração da presente invenção compreende a adoção de um sensor de umidade conjugado ao sensor de presença de líquido aliado a um método de análise que leva em consideração o histórico de eventos conforme será melhor descrito posteriormente.

[0023] Além disso, a presente invenção expande a segurança da instalação pela predição e geração de alarmes, sem a necessidade de avaliação humana local, a partir da medição direta de parâmetros do equipamento elétrico.

[0024] A presente invenção mitiga, portanto, a necessidade de inspeção manual do sistema de selagem nas máquinas ao mesmo tempo que aumenta a confiabilidade da operação, reduzindo custos e aumentando a segurança em relação aos referidos equipamentos elétricos.

Objetivos da Invenção

[0025] Um objetivo da presente invenção é prover um sistema, método e dispositivo de monitoração de selagem de equipamentos elétricos.

[0026] Um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema, método e dispositivo de monitoração de selagem de equipamentos elétricos configurados para considerar dados e informações relacionados a ao menos um dentre umidade e fluido, considerando ainda um histórico de eventos na realização do referido monitoramento.

[0027] Um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema, método e dispositivo de monitoração de selagem de equipamentos elétricos que detecte possíveis danos em uma selagem do equipamento elétrico.

[0028] Um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema, método e dispositivo de monitoração de selagem de equipamentos elétricos que não demande rondas periódicas de avaliação de seus componentes.

[0029] Um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema, método e dispositivo de monitoração de selagem de equipamentos elétricos que monitora a eficiência de um sistema de secagem.

[0030] Um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema, método e dispositivo de monitoração de selagem de equipamentos elétricos que detecte a presença de diferentes fluidos em determinada região dos referidos equipamentos elétricos.

[0031] Um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema, método e dispositivo de monitoração de selagem de equipamentos elétricos que determine um provável ponto de falha na selagem.

[0032] Um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema, método e dispositivo de monitoração de selagem de equipamentos elétricos que indique a criticidade de uma falha na selagem.

[0033] Um outro objetivo da presente invenção é prover um equipamento elétrico com selagem monitorada.

Breve Descrição da Invenção

[0034] Os objetivos da presente invenção são alcançados por meio de um sistema, método e dispositivo de monitoração de selagem de equipamentos elétricos e equipamento elétrico com selagem monitorada, compreendendo ao menos um conjunto de sensoriamento, ao menos um meio de sinalização e ao menos um meio de secagem, em que o conjunto de sensoriamento compreende ao menos um sensor de umidade, ao menos um sensor de presença de líquido e ao menos um elemento centralizador, em que o elemento centralizador é configurado para receber dados ao menos dos referidos sensores e gerar saídas correspondentes a estes.

Breve Descrição dos Desenhos

[0035] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:

[0036] Figura 1 - é uma ilustração de um equipamento elétrico (transformador) imerso em óleo do estado da técnica;

[0037] Figura 2 - é uma ilustração de uma vista em corte de um tanque de expansão do estado da técnica, com selagem e isolação íntegros; [0038] Figura 3 - é uma ilustração de uma vista em corte de um tanque de expansão provido do sistema e método da presente invenção, com selagem e isolação íntegros;

[0039] Figura 4 - é uma ilustração do tanque de expansão com um cenário de falha possível, sendo uma bolsa furada (falha na selagem);

[0040] Figura 5 - é uma ilustração do tanque de expansão com um cenário de falha possível, sendo uma falha de vedação;

[0041] Figura 6 - é uma vista em corte do tanque de expansão com um cenário de falha possível, apresentando falha na selagem e falha de vedação;

[0042] Figura 7a, 7b, 7c - são ilustrações de possíveis opções de rede para uma comunicação de um elemento centralizador e sensores da presente invenção;

[0043] Figura 8 - é uma ilustração de uma implementação da presente invenção em um transformador;

[0044] Figura 9 - é uma vista em corte do tanque de expansão relacionada à presente invenção, na qual a isolação está íntegra.

Descrição Detalhada das Figuras

[0045] As figuras 1 a 2 mostram os componentes de um equipamento elétrico 10 do estado da técnica, desprovido do sistema e método da presente invenção e com pontos mais propícios a falhas, bem como ilustram a metodologia atual para monitorá-los.

[0046] A figura 1 especificamente ilustra de maneira geral um equipamento elétrico 10, no caso um transformador isolado a óleo já conhecido no estado da técnica e com os seguintes componentes:

[0047] · Tanque principal 200 do transformador: local onde estão enrolamentos imersos em fluido, preferencialmente óleo;

[0048] · Sistema de secagem 300: configurado tal como um secador de ar contém preferencialmente sílica-gel, configurado para preferencialmente desumidificar o ar que acessa o tanque de expansão, sendo composto ao menos por um meio de secagem 35 e uma tubulação 40;

[0049] · Tanque de expansão 400 do óleo: possui em seu interior uma membrana ou bolsa que separa o óleo do ar;

[0050] · Ponto estanque de acesso 405 ao interior do tanque de expansão 400: configurado como um possível ponto de instalação de um sensor de presença de óleo comum.

[0051] A figura 2 apresenta um corte no tanque de expansão 400 do estado da técnica, mostrando os seguintes elementos adicionais:

[0052] · Bolsa de borracha de contenção de fluido 410: configurada tal como uma membrana para que não haja o contato do fluido com o ar;

[0053] · Fluido 415 dentro do tanque de expansão 400 e em contato com a bolsa de borracha 410;

[0054] «Sensor óptico 420: configurado para detectar vazamentos de fluido 415 pela bolsa 410, gerando alarmes sempre que imerso em líquido;

[0055] · Ar 425: mantido seco pelo secador de ar.

[0056] Em referência inicial às figuras 3 a 10 específicas da invenção proposta, observa-se que a presente invenção refere-se a um sistema de monitoração de selagem 1 de equipamentos elétricos 10, ora nomeado apenas de sistema de monitoração 1. Mais especificamente, refere-se a um sistema de monitoração de selagem 1 de equipamentos elétricos 10 (preferencialmente, mas não exclusivamente transformadores elétricos) configurado para monitorar constantemente a integridade dos equipamentos elétricos 10 especialmente no que refere-se à selagem.

[0057] Os equipamentos elétricos 10 os quais podem receber o sistema de monitoração 1 são preferencialmente isolados a óleo e dotados de ao menos um tanque de expansão, sendo ainda preferencialmente transformadores elétricos tal como exemplificado principalmente na figura 1 , mas podem alternativamente ser reatores, por exemplo.

[0058] Em se tratando de transformadores elétricos, estes podem ser de qualquer tipo, incluindo, mas não se limitando a transformadores abaixadores, transformadores elevadores, transformadores de corrente, transformadores de potencial, etc. Assim, o tipo de transformador não deve ser entendido como uma característica limitante para a presente invenção, desde que seja isolado a fluido (por exemplo, óleo) e seja dotado de tanque de expansão.

[0059] De maneira geral, os transformadores possuem ao menos um tanque de expansão 400 configurado para receber fluidos (isolantes, preferencialmente óleos) em seu interior, ao menos um tanque principal 200, o tanque principal 200 sendo configurado para receber em seu interior enrolamentos, os enrolamentos sendo imersos em um líquido, em que os transformadores possuem ainda ao menos uma bobina e podem apresentar quaisquer tipos de núcleos, entreferros, meios de dissipação de calor e ser ainda monofásicos, trifásicos ou polifásicos.

[0060] Neste contexto, deve-se entender que a integridade dos equipamentos elétricos 10 aos quais se destina o presente sistema, no que se refere especialmente à selagem, está diretamente relacionada à presença (ocorrência) ou não de falhas na referida selagem.

[0061] A referida selagem é preferencialmente realizada por meio de um sistema de selagem composto por ao menos uma bolsa 410 e um meio de secagem 300, conforme será melhor detalhado posteriormente.

[0062] O sistema de selagem é configurado para permitir a expansão do fluido 415 isolante e impedir o ingresso indesejado de ar proveniente do ambiente externo 426 (umidade) no interior do transformador propriamente dito. [0063] Além disso, o sistema de selagem é configurado para que o tanque de expansão 400 seja dividido em uma região de fluido 430 e uma região secundária 440. A região de fluido 430 é preferencialmente configurada para receber o fluido em seu interior e a região secundária 440 é configurada para permanecer seca (e livre de fluido), conforme mostra especialmente a figura 3.

[0064] Assim, estas falhas devem ser preferencialmente entendidas, por exemplo, como rupturas, rachaduras, rasgos, cortes e/ou furos que ocorrem na referida selagem de modo que esta não seja capaz de desempenhar sua função principal de selar (vedar, proteger) partes ou componentes do equipamento elétrico na qual foi instalada.

[0065] As figuras 4, 5 e 6 exemplificam estas possíveis falhas, em que são mostradas uma falha na selagem, uma falha de vedação e uma falha na selagem e na vedação, respectivamente.

[0066] Quando da ocorrência das referidas falhas acima mencionadas, é possível que a região secundária 440 receba fluido em seu interior, proveniente da região de fluido 430, ou seja, o fluido pode passar da região de fluido 430 para a região secundária 440 por meio de falhas na referida selagem.

[0067] Em outras palavras, em uma configuração preferencial a região secundária 440 é configurada para permanecer livre de fluido quando da ausência de falhas no sistema de selagem e receber fluido em seu interior quando da ocorrência de ao menos uma falha no sistema de selagem.

[0068] Em relação ao sistema de monitoração de selagem 1 de equipamentos elétricos 10 propriamente dito, em uma configuração preferencial o referido sistema de monitoração compreende ao menos um conjunto de sensoriamento 100, ao menos um meio de sinalização 15 e ao menos um meio de secagem 300.

[0069] Conforme mostram principalmente as figuras 7a, 7b e 7c, o conjunto de sensoriamento 100 compreende preferencialmente ao menos um sensor de umidade 20 e ao menos um sensor de presença de líquido 25 conectados a ao menos um elemento centralizador 30, tal conexão sendo preferencialmente elétrica.

[0070] Assim sendo, tais figuras 7a, 7b e 7c exemplificam uma configuração da presente invenção, integrando vários sensores do conjunto de sensoriamento 100 ao elemento centralizador 30, ou seja, cada conjunto de sensoriamento 100 é composto por diferentes sensores, em que o referido conjunto de sensoriamento 100 pode ser conectado ao respectivo elemento centralizador 30 de diferentes maneiras, conforme exemplificado nas referidas figuras. Obviamente, a quantidade de sensores por conjunto de sensoriamento 100 e/ou a quantidade de conjunto de sensoriamento 100 não devem ser entendidos como limitações da presente invenção, de forma que uma configuração com vários sensores e/ou vários conjuntos de sensoriamento 100 é passível de ser implementada.

[0071] Em outras palavras, o conjunto de sensoriamento pode ser entendido tal como um conjunto de "sensores conjugados", sendo preferencialmente instalado e posicionado em uma superfície da bolsa 410 (selagem) a qual não está em contato com o líquido no interior da região de fluido 430 do tanque de expansão 400, conforme mostra principalmente a figura 9.

[0072] Ou seja, a região da bolsa 410 a qual recebe o conjunto de sensoriamento 100 é uma superfície adjacente à superfície de tensão do fluido no interior do tanque de expansão 400, em que o conjunto de sensoriamento 100 é disposto na região secundária 440.

[0073] Mais especificamente, o uso conjunto de um sensor de umidade 20 e de um sensor de presença de líquidos 25 implementados tal como um sensor conjugado que revelem uma variação incompatível com um sistema de secagem 35 expande a segurança da instalação pela predição e geração de alarmes, sem a necessidade de avaliação humana local, conforme será melhor detalhado a seguir. Em uma configuração preferencial, o sensor de umidade 20 é configurado para detectar e/ou mensurar umidade em um compartimento do equipamento elétrico no qual é instalado.

[0074] Mais especificamente, o sensor de umidade 20 é configurado para detectar e/ou medir a umidade relativa do compartimento (ambiente, região, localização) no qual é instalado. Desta forma, o sensor de umidade 20 pode detectar falhas no meio de secagem 300 e/ou no sistema de selagem propriamente dito.

[0075] Em outras palavras, o sensor de umidade 20 é preferencialmente configurado para realizar as seguintes ações:

[0076] · detectar umidade presente na região em que é instalado

(fixado), em que esta região é preferencialmente a região secundária 440 do tanque de expansão 400, conforme será melhor descrito adiante;

[0077] · monitorar a eficiência do meio de secagem 300 através de um valor absoluto, tendências, desvio-padrão e outros métodos analíticos e/ou estatísticos, por exemplo;

[0078] · detectar a ocorrência de danos em componentes do transformador que possibilite a entrada de umidade indesejada, os componentes sendo, por exemplo, o sistema de selagem, o tanque de expansão 400, dentre outros.

[0079] Especialmente em relação ao último item incluído acima, a presente invenção é configurada para realizar a detecção de danos em componentes do transformador que possibilite a entrada de umidade indesejada tal como descrito, porque a mera observação do sistema de secagem 35 (método já utilizado e já conhecido no estado da técnica, amplamente difundido no ramo) pode vir a não acusar o dano propriamente dito.

[0080] Isto porque a umidade pode penetrar no tanque de expansão 400 sem necessariamente passar pelo sistema de secagem, passando, por exemplo, através de tubulações e conexões localizadas após o referido sistema de secagem 35, por exemplo.

[0081] Neste contexto, um cenário possível se dá quando há a presença de umidade que não passa pelo sistema de secagem 35. Isto porque em uma configuração, o sistema de secagem 35 é conectado ao tanque de expansão 400 por meio de uma tubulação 40, em que esta tubulação 40 é dotada de uma vedação ao longo de sua extensão.

[0082] Assim, este conjunto de tubulação 40 e vedação pode vir a apresentar falhas que permitam a entrada indesejada de umidade e ar do ambiente externo 426 sem passar necessariamente pelo sistema de secagem 300.

[0083] Desta forma, observa-se que a presente invenção é configurada para solucionar este problema.

[0084] Preferencialmente, o compartimento no qual o referido sensor de umidade 20 é instalado é o tanque de expansão 400, que contém, em uma configuração preferencial, uma região com óleo em seu interior (região de fluido 430) e uma região sem óleo em seu interior (região secundária 440). Esta configuração é exemplificada principalmente na figura 3.

[0085] O referido sensor de umidade 20 é configurado ainda para enviar um valor mensurado de umidade ao elemento centralizador 30, que é configurado para processar dados recebidos, conforme será melhor descrito posteriormente.

[0086] O sensor de presença de líquido 25 é configurado para detectar a presença de líquido em uma região na qual é instalado. Em uma configuração preferencial, o sensor de presença de líquido 25 é instalado na região secundária 440, em uma superfície da bolsa 410 a qual não está em contato com o líquido no interior da região de fluido 430 do tanque de expansão 400, conforme mostra principalmente a figura 3.

[0087] Preferencialmente e mais especificamente, a região da bolsa 410 a qual recebe o sensor de presença de líquido 25 é uma superfície adjacente à superfície de tensão do fluido no interior do tanque de expansão 400.

[0088] Todavia, deve ser observado que o referido sensor de presença de líquido 25 só irá detectar a presença de líquido quando o dito líquido o tocar (atingir) fisicamente, de tal forma que, quanto mais distante do líquido, maior será o tempo necessário para que um vazamento seja detectado e, consequentemente, maior será o volume de fluido vazado do interior do tanque de expansão 400.

[0089] Por este motivo, tem-se em uma configuração preferencial a disposição do sensor de presença de líquido 25 em uma superfície adjacente à superfície de tensão do fluido no interior do tanque de expansão 400.

[0090] Ainda assim, o sensor de presença de líquido 25 pode ser alternativamente instalado em qualquer superfície da selagem, tal como uma superfície qualquer, adjacente ou não à superfície de tensão do fluido no interior do tanque de expansão 400 e que não esteja em contato com o líquido no interior da região de fluido 430 do referido tanque 400.

[0091] Assim, o sensor de presença de líquido 25 é configurado para detectar a presença de líquido dentro da região secundária 440. Portanto, tendo-se que a presença de líquido (fluido) nesta região é indesejada e ocorre por falhas no sistema de selagem, o sensor de presença de líquido 25 é configurado, de certa forma, para detectar estas falhas, que são geralmente rachaduras, rompimentos ou falhas diversas no referido sistema que possibilitem a entrada e/ou condensação de fluido em regiões indesejadas. Em outras palavras, o sensor de presença de líquido 25 é preferencialmente configurado para realizar as seguintes ações:

[0092] · detectar se há fluido (óleo, água, líquidos) na região em que é instalado (preferencial mente dentro da região secundária 440), podendo, portanto, indicar por exemplo a presença de fluido infiltrado por uma falha no sistema de selagem, condensação de água no interior do tanque de expansão 400, dentre outros.

[0093] O referido sensor de presença de líquido 25 é configurado ainda para enviar um sinal de detecção de líquido ao elemento centralizador 30, que é configurado para processar dados recebidos, conforme será melhor descrito a seguir.

[0094] Assim, de maneira geral e através da implementação principalmente do sensor de unidade 20 e do sensor de presença de líquido 25 de forma conjugada, observa-se que o conjunto de sensoriamento 100 é configurado preferencialmente para realizar as seguintes ações:

[0095] · detectar (diferenciar) se há a presença de óleo ou água na região secundária 440;

[0096] · determinar o provável ponto da falha pela análise do histórico dos dados obtidos por seus componentes;

[0097] · indicar a criticidade de uma falha em vista, por exemplo, do risco de contaminação do óleo por água, usando o histórico da umidade e da presença de líquido como fonte de dados conforme será melhor explicado adiante.

[0098] e maneira alternativa tal como mostra a figura 8, por exemplo, o conjunto de sensoriamento 100 pode incluir outros sensores, tais como um sensor de volume (nível), sensor de temperatura (termopar, termómetro), medidores de grandezas elétricas (multímetros, amperímetros, voltímetros, etc.), sensor de umidade de óleo 450, sensor de umidade do ambiente externo 451 , dentre outros.

[0099] Conforme mencionado, uma configuração alternativa possível compreende, por exemplo, a implementação de sensor de umidade do ambiente externo 450, posicionado dentro de um abrigo, por exemplo, em que são comparadas a umidade no interior do tanque de expansão 400 e a umidade do meio ambiente de forma a melhorar o diagnóstico do sistema.

[00100] Outra possível configuração compreende, por exemplo, um sensor de umidade do óleo do transformador, que pode medir umidade dentro do transformador propriamente dito. Assim, os dados aquisitados por este sensor podem ser utilizados, por exemplo, de forma a desambiguar com maior facilidade uma situação na qual o óleo (fluido) que vazou por uma falha no sistema de selagem contém umidade e qual a origem da referida umidade, ou seja, se deseja saber se a mesma é proveniente do ar já existente na região secundária 440 ou se já estava presente no óleo antes da ruptura detectada.

[00101] Porém, observa-se que estas são apenas algumas configurações possíveis da presente invenção, de forma que são aqui mencionadas afim de exemplificar variações e possíveis implementações da mesma, não devendo ser entendidas como características limitantes desta.

[00102] Conforme descrito acima, os sensores são configurados para enviar dados e sinais para o elemento centralizador 30. Para tal, os sensores podem ainda compor uma rede de sensores interligados, por exemplo, em uma rede serial, em que os dados de cada sensor são enviados, por exemplo, via protocolo de comunicação até o elemento centralizador 30.

[00103] Outra configuração alternativa possível, mencionada apenas para fins de exemplo e não devendo ser entendida como característica limitante para a presente invenção, compreende ainda uma rede ethernet, que pode incluir também um roteador ou switch (integrado ou não ao elemento centralizador 30) para enviar a informação ao elemento centralizador 30.

[00104] Assim sendo, o elemento centralizador 30 é configurado para receber e processar dados e transformá-los em informações do sistema. Mais especificamente, o elemento centralizador 30 é configurado para receber ao menos dados provenientes do sensor de umidade 30 e do sensor de presença de líquido 25, em que os dados podem ser enviados por diversos meios (fios, cabos, wireless, rede ethernet, etc.), o elemento centralizador 30 podendo ser posicionado no próprio equipamento elétrico 10 ou também em uma localização remota qualquer, desde que sejam feitas adaptações necessárias para tal (instalação de fios, elementos transmissores e receptores, roteadores, switches, etc.).

[00105] Os dados enviados ao menos pelo sensor de umidade 20 e pelo sensor de presença de líquido 25 são então recebidos pelo elemento centralizador 30, em que o elemento centralizador 30 é ainda configurado para realizar ao menos um dentre uma determinação do tipo de líquido presente, identificar um provável ponto de falha na selagem e identificar uma criticidade de falha na selagem.

[00106] Em outras palavras, o elemento centralizador 30 deve ser entendido preferencialmente como um sistema computacional (relé), configurado para interpretar os dados enviados pelo conjunto de sensoriamento 100 de tal forma a determinar, por exemplo, um tipo de fluido em uma região, um ponto de falha e sua gravidade, dentre outros.

[00107] Ou seja, em uma configuração preferencial, o elemento centralizador 30 pode receber os dados do conjunto de sensoriamento 100, interpretá-los e gerar informações úteis para o usuário em diversos formatos, como dados para redes de computadores, saídas a relé ou analógicas, LEDs, alarmes, dentre outros. Estas informações são, por exemplo, disponibilizadas a usuários (em quadros de avisos, displays, sistemas remotos, IHM, etc.), em que as informações disponibilizadas pelo elemento centralizador 30 incluem, mas não se limitam à identificação de anormalidades, alarmes, diagnósticos, tarefas a serem realizadas por equipes de trabalho em campo, dentre outras.

[00108] Em uma configuração alternativa, o elemento centralizador 30 pode ainda receber dados provenientes de outros componentes do sistema e processá-los, detectando e identificando diferentes parâmetros de acordo conforme a configuração do sistema, além de acionar outras funcionalidades, como alarmes e outros sistemas pertinentes, além de comunicar-se com outros dispositivos, como redes de computadores por exemplo. Mais especificamente, o elemento centralizador 30 é configurado para agrupar ao menos os dados provenientes do sensor de umidade 20 e do sensor de presença de líquido 25 e compor um histórico de dados.

[00109] O referido histórico de dados deve ser preferencialmente entendido como um conjunto de dados aquisitados pelos sensores em ocasiões anteriores. Em outras palavras, o histórico de dados é um banco de dados composto por ao menos um dentre valores mensurados de umidade, sinais de detecção de líquido, dados do tipo de líquido presente, pontos de falha e criticidades de falha previamente detectados e aferidos pelos sensores do sistema de monitoração 1.

[001 10] Todavia, estas informações (dados) não devem ser entendidas como características limitantes da presente invenção, de tal forma que outras informações podem alternativamente também compor o histórico de dados, como, por exemplo, datas e horários em que ocorreu a detecção de determinada ocorrência por um sensor, grandezas elétricas em geral, dentre outros.

[001 11] Observa-se que cada sensor poderá ter a autonomia de solicitar uma comunicação com o elemento centralizador 30, reportando suas medições, ou ser "interrogado" (solicitado) de forma automática pelo centralizador. [001 12] Com isso, em uma configuração preferencial, o elemento centralizador 30 é configurado para realizar ao menos um dentre uma determinação do tipo de líquido presente, identificar um provável ponto de falha na selagem e identificar uma criticidade de falha na selagem com base em ao menos um dentre os dados provenientes do sensor de umidade 20, do sensor de presença de líquido 25 e do histórico de dados.

[001 13] Em outras palavras, o elemento centralizador 30 considera também os dados que compõe o histórico de dados quando de seu funcionamento.

[001 14] A título de exemplo (não limitante), observa-se que o elemento centralizador 30 considera os dados do histórico de dados a fim de melhor indicar um provável ponto de falha da selagem.

[001 15] De toda forma, os dados recebidos pelo elemento centralizador 30 fazem com que seja gerado um sinal de saída. Por exemplo, o sinal de saída pode configurar uma disponibilização de dados pelo elemento centralizador 30 através do meio de sinalização 15, que compreende, por exemplo, ao menos um dentre uma exibição em display, quadro de avisos, sistemas remotos, mensagens em dispositivos móveis, alarmes, sinalizador visual, sinalizador sonoro, sistemas computacionais, SCADA, dentre outros, de tal forma que esta característica não deve ser tida como um limitante para a presente invenção.

[001 16] No que se refere à selagem descrita, observa-se que esta é realizada por meio do sistema de selagem, em que o sistema de selagem é composto por ao menos um dentre uma bolsa 410 e um meio de secagem 35, conforme ilustra principalmente a figura 3.

[001 17] Em relação à bolsa 410, esta é preferencialmente confeccionada em borracha e disposta de tal forma que o tanque de expansão 400 seja dividido na região de fluido 430 e na região secundária 440, conforme já descrito previamente.

[00118] Em configurações alternativas, a bolsa 410 pode ser confeccionada, por exemplo, em materiais poliméricos, compósitos ou outros materiais.

[00119] Em relação ao meio de secagem 35, uma configuração preferencial tem este componente que é composto ao menos por sílica. Mais especificamente, a sílica que compõe o meio de secagem 35 é sílica-gel, de tal forma que o meio de secagem 35 é configurado para desumidificar uma massa de ar que acessa o tanque de expansão 400.

[00120] Todavia, em uma configuração alternativa, o meio de secagem 35 pode ser configurado tal como um Peltier, por exemplo.

[00121] O meio de secagem 35 pode possuir ainda um meio de inspeção, configurado de tal forma que permita que o meio de secagem 35 seja inspecionado. Em uma configuração preferencial, o meio de inspeção compreende uma abertura (janela) que permite a inspeção visual do estado da sílica. Todavia, outras alternativas de soluções de inspeção podem ser implementadas, tal como medidores diversos que sejam capazes de detectar parâmetros da sílica e exibi-los a um usuário.

[00122] A presente invenção abrange ainda um método de monitoração de selagem de equipamentos elétricos 10, em que os equipamentos elétricos são, preferencial, mas não exclusivamente, transformadores elétricos tal como mencionado previamente, que possuem ao menos um tanque de expansão 400, ao menos um tanque principal 200, o tanque principal 200 sendo configurado para receberem seu interior enrolamentos, os enrolamentos sendo imersos em um líquido.

[00123] O método proposto é configurado para compreender preferencialmente as etapas descritas a seguir.

[00124] Uma etapa do método proposto compreende mensurar a umidade em um compartimento do equipamento elétrico, preferencialmente realizada por um sensor de umidade 20 com as características descritas anteriormente.

[00125] Uma etapa do método proposto compreende detectar a presença de líquido em uma região na qual um referido sensor de presença de líquido 25 é disposto, em que a referida região é preferencialmente, conforme já mencionado, uma superfície da selagem a qual não está em contato com o líquido no interior da região de fluido 430 do tanque de expansão 400, conforme mostra principalmente a figura 3.

[00126] A etapa descrita acima é realizada por um sensor de presença de líquido 25, em que o referido sensor é configurado com as características descritas previamente.

[00127] Uma etapa do método proposto compreende enviar ao menos um dentre um valor mensurado de umidade e um sinal de detecção de líquido ao elemento centralizador 30.

[00128] Uma etapa do método proposto compreende agrupar ao menos o valor mensurado de umidade e o sinal de detecção de líquido em um histórico de dados. Todavia, caso outros dados sejam mensurados e/ou aquisitados, estes podem também compor o histórico de dados, conforme já mencionado.

[00129] Uma etapa do método proposto compreende comparar ao menos o valor mensurado de umidade com ao menos um valor de referência de umidade.

[00130] Em uma configuração preferencial do método proposto, observa-se que as etapas de agrupar o valor mensurado de umidade e um sinal de detecção de líquido em um histórico de dados e comparar o valor mensurado de umidade com ao menos um valor de referência de umidade são realizadas por um elemento centralizador 30, configurado conforme as características descritas previamente para este componente. [00131] Mais especificamente, o elemento centralizador 30 do presente método é configurado para receber ao menos dados provenientes do sensor de umidade 20 e do sensor de presença de líquido 25.

[00132] Além disso, de acordo com o já descrito, o elemento centralizador 30 é ainda configurado para realizar ao menos um dentre uma determinação do tipo de líquido presente, identificação um provável ponto de falha e identificação uma criticidade de falha, em que utiliza preferencialmente ao menos um dentre os dados provenientes do sensor de umidade 20, do sensor de presença de líquido 25 e do histórico de dados para tal.

[00133] Ademais, o método proposto compreende ainda uma etapa adicional de gerar um sinal de saída após a etapa de comparar o valor mensurado de umidade com ao menos um valor de referência de umidade.

[00134] Em uma configuração preferencial, o sinal de saída se dá através do meio de sinalização 15, que compreende, por exemplo, ao menos um dentre uma exibição em display, quadro de avisos, sistemas remotos, mensagens em dispositivos móveis, alarmes, sinalizador visual, sinalizador sonoro, dentre outros, de tal forma que esta característica não deve ser tida como um limitante para a presente invenção.

[00135] Mais especificamente, a etapa adicional de gerar o sinal de saída é realizada em ao menos um dentre quando o valor mensurado de umidade for maior que o valor de referência de umidade ou quando for detectada a presença de líquido na região na qual o referido sensor de presença de líquido 25 é disposto.

[00136] De modo geral, o método de monitoração de selagem de equipamentos elétricos proposto compreende elementos que compõem também o sistema de monitoração de selagem de equipamentos elétricos ora proposto, de tal forma que as características e componentes das concretizações descritas para a presente invenção são complementares entre si.

[00137] A presente invenção refere-se ainda a um dispositivo de monitoração de selagem de equipamentos elétricos (preferencialmente transformadores como, por exemplo, os já descritos), compreendendo ao menos um conjunto de sensoriamento 100, ao menos um meio de sinalização 15 e ao menos um meio de secagem 35, configurados de acordo com as características ora descritas previamente.

[00138] A fim de melhor exemplificar as possíveis concretizações da presente invenção é descrito o Exemplo 1 a seguir, no qual o conjunto de sensoriamento 100 é configurado para determinar o tipo de líquido (quando presente), o provável ponto de falha, e a criticidade da falha de acordo com uma sequência de eventos representada neste exemplo por uma máquina de estados.

Exemplo 1

[00139] O sistema, método e dispositivo de monitoração de selagem de equipamentos elétricos são configurados tal qual uma máquina de estados similar à exemplificada na figura 7.

[00140] Mais especificamente, neste caso, são indicados os estados dos sensores implementados da seguinte forma:

"([Estado do sensor de presença de líquido]; [Estado do sensor de umidade]) ^[reset] "

[00141] Onde os termos entre colchetes têm os seguintes significados:

[00142] [Estado do sensor de Presença de Líquido]: Condição do sensor de presença de líquido, que pode assumir os valores "+" ou "0" para indicar respectivamente a presença ou não de líquido sobre o sensor. Ex.: (+; [?]) ou (0; [?]).

[00143] [Estado do Sensor de Umidade]: Condição do sensor de umidade, que pode assumir o valor "0" para quando há pouca umidade com variação insignificante da mesma, o valor "+" quando há umidade ou variação de umidade significativa, ou "++" quando a umidade relativa é suficiente para saturar o sensor. Ex.: ([?]; 0), ([?]; +) ou ([?]; ++).

[00144] ([?]; [?]) ^[reset] : Quando presente, o marcador indica o desvio que ocorre quando o usuário comanda um reset, enquanto os sensores estão na condição indicada entre parêntesis.

[00145] Ademais, cada estado propriamente dito é representado da seguinte forma:

(Presença ou não de líquido e identificação do líquido; Possível falha;

Gravidade)

[00146] Assim, no presente Exemplo 1, observa-se que sempre que os sensores tiverem sua condição alterada, haverá uma transição de estado correspondente ao caminho indicado pela seta nomeada. Se não houver seta de transição nomeada de acordo com uma alteração específica nos sensores, significa que o estado do sistema não se altera.

[00147] Neste contexto, nota-se que a máquina de estados do exemplo é boa para apontar a condição mais provável do sistema de selagem, mas não é a única implementação de máquina possível.

[00148] A título de exemplo, observa-se que um estado inicial compreende:

(Seco, íntegro, Seguro) [00149] A partir daí o conjunto de sensores pode detectar uma série de condições e características que levem a uma transição de estado.

[00150] Partindo deste estado, observa-se que caso a condição ([0, +]) seja detectada, ou seja, não há líquido, mas há umidade, o estado atingido (próximo estado) será, por exemplo:

(Seco; Possível falha no sistema de secagem; Gravidade baixa)

[00151] Partindo também do estado inicial, observa-se que caso a condição ([+, ++]) seja detectada, ou seja, há líquido e há um teor relativamente alto de umidade, o estado atingido (próximo estado) será, por exemplo:

(Provável presença de água; Possível falha na vedação; Gravidade média)

[00152] Ainda em se partindo do estado inicial, observa-se que caso a condição ([+, +]) seja detectada, ou seja, há líquido e há um teor relativamente baixo de umidade, o estado atingido (próximo estado) será, por exemplo:

(Provável presença de óleo; Possível falha na membrana; Gravidade média)

[00153] Seguindo esta mesma lógica, por meio da presente invenção é possível detectar uma pluralidade de cenários diferentes considerando principalmente as detecções do conjunto de sensoriamento 100, com estados correspondentes para cada detecção e a partir de cada estado, realizar uma transição para um próximo estado mediante condições específicas.

[00154] Além disso, conforme pode ser observado principalmente do Exemplo 1 acima, a presente invenção é configurada para permitir que seja detectada para cada estado, uma possível criticidade (gravidade) de falha (caso ela ocorra) e também o tipo de líquido presente no interior da região secundária 440, tal como óleo ou água, por exemplo.

[00155] Todavia, não é necessariamente uma máquina de estados a única forma de se considerar o histórico e a combinação das medições dos sensores para apontar a condição operativa do sistema de selagem, mas esta proposta descrita principalmente no Exemplo 1 ilustra bem o conceito além de ser uma implementação funcional, utilizando uma matriz de evolução dos parâmetros com a análise pertinente em cada nó, bem como considerando histórico da evolução das medições dos sensores, diretamente ou tratadas por métodos estocásticos, e à luz de mapas de evolução das falhas.

[00156] Ressalta-se que são possíveis outras implementações de análise sem fugir do escopo deste pedido, tais como agregação de estados ou definição de graus de relevância numérica a cada informação reportada pelo sensor específico.

[00157] Por fim, a presente invenção compreende ainda um equipamento elétrico 10 com selagem monitorada, compreendendo ao menos um tanque de expansão 400, ao menos um tanque principal 200, o tanque principal 200 sendo configurado para receber em seu interior enrolamentos, os enrolamentos sendo imersos em um fluido.

[00158] Em uma configuração preferencial, o equipamento elétrico 10 é isolado a óleo e dotado de ao menos um tanque de expansão 400, tal como um transformador elétrico de qualquer tipo conforme descrito anteriormente, mas pode alternativamente ser reatores, por exemplo.

[00159] O equipamento elétrico 10 com selagem monitorada possui um sistema de selagem composto por ao menos um dentre uma bolsa 410 e um meio de secagem 35, o sistema de selagem sendo configurado para que ao menos um tanque dos equipamentos elétricos 10 seja dividido em uma região de fluido 430, configurada para receber o fluido em seu interior, e uma região secundária 440.

[00160] A região secundária 440 é configurada para permanecer livre de fluido quando da ausência de ao menos uma falha no sistema de selagem e receber fluido em seu interior quando da ocorrência de ao menos uma falha no sistema de selagem.

[00161] Em relação ao sistema de selagem, em uma configuração preferencial, este é monitorado ao menos por um conjunto de sensoriamento 100, em que o conjunto de sensoriamento 100 compreende ao menos um sensor de umidade 20, ao menos um sensor de presença de líquido 25 e ao menos um elemento centralizador 30, de acordo com as características já mencionadas e descritas previamente em relação ao sistema, método e dispositivo propostos.

[00162] Desta forma, considerando as características descritas previamente, a presente invenção propõe um sistema, método e dispositivo de monitoração de selagem 1 de equipamentos elétricos 10 e um equipamento elétrico 10 com selagem monitorada configurados com um conjunto de sensoriamento 100 que pode medir diretamente a umidade dentro de um tanque e analisar sua variação via métodos, por exemplo estocásticos, que revelem uma variação incompatível com um meio de secagem, expandindo a segurança da instalação pela predição e geração de alarmes, sem a necessidade de avaliação humana local.

[00163] Além disso, a presente invenção é configurada para vantajosamente determinar qual fluido está sendo detectado pelo sensor, como por exemplo entre óleo ou água, em função da detecção de líquido (fluido) e do histórico de medições de umidade usando, por exemplo, uma matriz de evolução dos parâmetros detectados.

[00164] Desta forma, a presente invenção pode determinar os prováveis pontos de falha do sistema de selagem, bem como avaliar o grau do risco de contaminação do óleo isolante por análise do histórico da evolução das medições do conjunto de sensoriamento 100, seja diretamente ou através de tratamentos por métodos estocásticos, e à luz de mapas de evolução das falhas.

[00165] Ademais, conforme descrito, a presente invenção ainda possibilita vantajosamente a integração de sensores, como por exemplo, sensores de umidade externos, internos, etc., implementados para comparação de valores, melhorando a acuidade do sistema e dispensando a necessidade de eventuais cálculos estocásticos para determinar a perda de eficiência do sistema de secagem, determinar se a umidade medida no óleo já estava presente no óleo do transformador ou se foi introduzido por falha no tanque de expansão.

[00166] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.