ES2226075T3 - Limitacion de la deegradacion electrica de cables autoportadores completamente dielectricos. - Google Patents
Limitacion de la deegradacion electrica de cables autoportadores completamente dielectricos.Info
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Abstract
CONJUNTO PARA SU UTILIZACION JUNTO A UNA REGION DE SUSPENSION PUESTA A TIERRA 20 DE UN CABLE AUTOPORTANTE TOTALMENTE DIELECTRICO 10 SUSPENDIDO DE UNA TORRE O SIMILAR SOBRE UN CAMPO ELECTRICO DE LA CITADA REGION PARA LIMITAR EL ARQUEO DE BANDA SECA ADYACENTE A LA CITADA REGION. EL CONJUNTO CONSTA DE UN DISPOSITIVO CONDUCTOR DE LA ELECTRICIDAD 21 UNIDO AL REMOTO DEL CABLE DESDE LA CITADA REGION Y UNA ESTRUCTURA QUE DEFINE UNA TRAYECTORIA DE LA CORRIENTE CON UN HUECO DE ARCO CONECTADO ENTRE EL DISPOSITIVO 21 Y LA CITADA REGION PUESTA A TIERRA 20.
Description
Limitación de la degradación eléctrica de cables
autoportadores completamente dieléctricos.
Esta invención se refiere a limitación de la
degradación eléctrica de cables de autosoporte dieléctricos
(ADSS).
Cuando se suspenden cables ADSS de torres de las
cuales también están suspendidas líneas de transmisión de energía,
pueden sufrir de degradación eléctrica provocada por arco eléctrico
de banda seca.
El arco eléctrico de banda seca se produce porque
hay un gradiente de tensión inducida a lo largo de la longitud del
cable ADSS, y aunque este gradiente de tensión no presenta un
problema si el cable está seco, si la superficie del cable se vuelve
eléctricamente conductora debido a la humedad sobre el mismo, se
descarga una corriente a lo largo de la longitud del cable. Esta
corriente es mayor en la torra donde el cable está suspendido y en
el potencial de tierra, y secará la superficie del cable, provocando
una rotura en la superficie previamente conductora de manera
eléctricamente continua. Esta rotura puede extenderse alrededor del
cable para formar una banda seca y el arco eléctrico a través de la
banda seca puede degradar el cable.
Un objetivo de esta invención es limitar este
arco eléctrico de banda seca adyacente a las zonas de suspensión de
los cables ADSS.
Brevemente, esto se consigue proporcionando una
trayectoria de corriente entre una posición sobre el cable alejada
de la zona de suspensión conectada a tierra de la misma y la zona
conectada a tierra cuya trayectoria de corriente incluye un hueco de
arco (o un equivalente al mismo), de manera que la corriente fluirá
a lo largo de esta trayectoria más que a lo largo de la superficie
del cable entre la posición y la zona de suspensión conectada a
tierra cuando el arco eléctrico de banda seca a una corriente por
encima de un valor predeterminado, de otra manera, se
produciría.
Las patentes
GB-A-2264813 y
EP-A-0709700 se citan como
antecedentes tecnológicos de las reivindicaciones y describen
conjuntos y procedimientos para limitar el arco eléctrico seco
mediante trayectorias de corriente alternativas. La patente
GB-A-2264813 describe un conjunto
para limitar el arco eléctrico de banda seca adyacente a una zona de
suspensión conectada a tierra de un cable de autosoporte dieléctrico
suspendido en dicha zona desde una torre. El conjunto comprende un
dispositivo eléctricamente conductor que comprende un cilindro
recubierto con grasa hidrofóbica, por lo menos en condiciones en
mojado, y/o moldeados hechos de un material semiconductor que se
pueden conectar al cable. El cilindro recubierto con grasa
hidrofóbica define una trayectoria de corriente que incluye un hueco
de arco después de la evaporación de la humedad.
En un aspecto, la invención proporciona un
conjunto para su uso adyacente a una zona de suspensión conectada a
tierra de un cable de autosoporte dieléctrico suspendido en un campo
eléctrico en dicha zona desde una torre o similar para limitar el
arco eléctrico de banda seca adyacente a dicha zona, comprendiendo
dicho conjunto un dispositivo conductor eléctrico que se puede
conectar al cable alejado de dicha zona conectada tierra, medios
para definir una trayectoria de corriente entre dicho dispositivo y
la zona conectada a tierra que comprende unos medios de sujeción
que está sujetos a dicho cable en la zona conectada a tierra, y un
elemento eléctricamente conductor alargado que se extiende desde los
medios de sujeción o el dispositivo, teniendo dichos medios para
definir dicha trayectoria de corriente un hueco de arco eléctrico o
un dispositivo de estado sólido equivalente, por ejemplo un
varistor, que realiza la misma función que el hueco de arco
eléctrico.
El dispositivo puede comprender unos medios de
sujeción que se pueden sujetar a dicho cable.
El hueco de arco eléctrico está ventajosamente
definido entre un primer elemento anular eléctricamente conductor y
un segundo elemento eléctricamente conductor colocado en su
eje.
Preferiblemente, medios de aislamiento sitúan
dicho segundo elemento respecto a dicho primer elemento.
El primer elemento anular puede estar situado
adyacente a dichos medios de abrazadera o dichos medios de sujeción,
o en cualquier lugar entre los
dos.
dos.
En la realización de la invención descrita
posteriormente, el primer elemento anular está situado adyacente a
dichos medios de sujeción y dicho segundo elemento comprende un
elemento alargado que se extiende desde dichos medios de abrazadera
a dicho primer elemento anular.
Sin embargo, si el primer elemento anular está
situado adyacente a dichos medios de abrazadera y dicho segundo
elemento puede comprender un elemento alargado que se extiende
desde dichos medios de sujeción a dicho primer elemento anular.
La invención también incluye una instalación que
comprende un cable dieléctrico de autosoporte suspendido en una zona
de suspensión conectada a tierra del mismo en un campo eléctrico
desde una torre o similar, en la que un dispositivo eléctricamente
conductor está conectado a dicho cable alejado de dicha zona y
medios conectados entre dicho dispositivo y dicha zona conectada a
tierra, definiendo una trayectoria de corriente que tiene un hueco
de arco eléctrico o un dispositivo de estado sólido equivalente,
por ejemplo un varistor, que realiza la misma función que el hueco
de arco eléctrico.
La invención también incluye un procedimiento
para limitar el arco eléctrico de banda seca adyacente a una zona
de suspensión conectada a tierra de un cable dieléctrico de
autosoporte suspendido en dicha zona desde una torra o similar, que
comprende dirigir la corriente a lo largo de una trayectoria de
corriente que incluye un hueco de arco eléctrico o un dispositivo de
estado sólido equivalente, por ejemplo un varistor, que realiza la
misma función que el hueco de arco eléctrico, más que a lo largo de
la superficie del cable cuando el arco eléctrico de banda seca a una
corriente por encima de un valor predeterminado, de otra manera, se
produciría.
La invención también incluye un conjunto tal como
se define en el último párrafo, en el que el dispositivo comprende
un primer elemento anular eléctricamente conductor y un segundo
elemento eléctricamente conductor situado en el eje del mismo, de
manera que se define un hueco de arco eléctrico entre la superficie
interna del primer elemento y la superficie externa del segundo
elemento.
Para que la invención se pueda entender bien, la
realización citada anteriormente de la misma, que se proporciona
solamente a modo de ejemplo, se describirá ahora con referencia a
los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 representa esquemáticamente parte de
una instalación que incluye un conjunto de la invención;
La figura 2 representa esquemáticamente el
funcionamiento del conjunto; y
Las figuras 3 y 4 también representan el
funcionamiento del conjunto bajo condiciones diferentes.
Con referencia primero a la figura 1 se muestra
una porción de un cable de autosoporte dieléctrico 10 dispuesto a un
lado de una posición 12 sobre el cable, en la cual el cable está
soportado mediante un dispositivo de suspensión (indicado mediante
la línea de trazos) 14 fijado a una torre (no representada), de la
cual también está suspendido un cable de transmisión de energía (no
representado). La disposición del otro lado (lado izquierdo tal como
se ve en la figura 1) de la posición 12 es substancialmente la
misma.
El cable 10 está provisto de un refuerzo mecánico
16 que está formado por uno o más elementos metálicos enrollados
helicoidales 18 y que se extiende a cada lado de la posición 12
citada anteriormente. Este refuerzo 16 está previsto para distribuir
la carga impuesta mediante el dispositivo de suspensión 14 sobre el
cable y está al potencial de tierra, proporcionando una zona de
suspensión conectada a tierra 20 del cable.
Esto provoca el problema de arco eléctrico de
banda seca adyacente a la zona de suspensión conectada a tierra 20
del cable citado anteriormente. Para limitar el arco eléctrico de
banda seca adyacente a la zona de suspensión conectada a tierra 20
del cable, se prevé una trayectoria de corriente entre un
dispositivo eléctricamente conductor 21 conectado al cable en una
posición 22 obre el cable alejado de la zona de suspensión conectada
a tierra 20 y esa zona 20. Esta trayectoria de corriente incluye un
hueco de arco 24 de manera que la corriente fluirá a lo largo de
esta trayectoria más que a lo largo de la superficie del cable 10
entre la posición 22 y la zona de suspensión conectada a tierra 20
cuando el arco eléctrico de banda seca en una corriente por encima
de un valor predeterminado (por ejemplo 1 mA), de otra manera, se
produciría sobre la superficie del cable entre la posición 22 y la
zona 20.
El dispositivo eléctricamente conductor 21, tal
como se muestra, comprende medios de sujeción 26 que se pueden
sujetar al cable en la posición 22. Tal como se representa, está
previsto un refuerzo mecánico 27 que comprende uno o más elementos
metálicos enrollados helicoidalmente entre los medios de sujeción 26
y el cable, pero éste se puede omitir.
Tal como se muestra mejor en la figura 2, la
trayectoria de la corriente entre el dispositivo 21 y la zona
conectada a tierra 20 se define mediante (i) unos medios abrazadera
28 que están sujetos al refuerzo mecánico 16 en la zona conectada a
tierra 20; (ii) un elemento eléctricamente conductor 30, por ejemplo
una varilla, que se extiende desde los medios de abrazadera 28
substancialmente paralelo al cable 10; y (iii) un elemento anular
eléctricamente conductor 32, mostrado como un manguito tubular,
situado adyacente, y conectado eléctricamente, a los medios de
sujeción 26.
La varilla 30 está conectada en el eje del
manguito 32 y se define un hueco de arco eléctrico entre la
superficie interna del manguito y la superficie externa de la
porción de la varilla dispuesta en el manguito. Típicamente, este
hueco de arco eléctrico es de unos 4 mm.
Unos brazos de aislamiento 34 en el manguito
colocan la varilla centrada respecto al manguito y, tal como se
representa, la varilla se puede extender a través y más allá del
manguito, aunque esto no es necesario. La longitud extra de la
varilla más allá del manguito en el conjunto representado permite
que la posición de los medios de sujeción 26 esté más alejada de la
zona conectada a tierra 20. Típicamente, los medios de sujeción
estarán a 1 m aproximadamente de la zona conectada a tierra 20. Los
brazos 34 están circunferencialmente separados abiertos y se
extienden radialmente entre el manguito y la varilla. En la
realización representada, se usan dos brazos.
Debe entenderse que el hueco del arco eléctrico
se puede colocar en cualquier lugar a lo largo de la trayectoria de
la corriente entre el dispositivo 21 y la zona conectada a tierra
20. De esta manera, por ejemplo, en lugar de colocar el manguito 32
adyacente a los medios de sujeción 26 y tener la varilla extendida
desde los medios de abrazadera 28 al manguito tal como se ha
representado, el manguito se puede colocar adyacente a los medios de
abrazadera 28 con la varilla extendiéndose desde los medios de
sujeción 26 al manguito. En otras palabras, la posición de la
sujeción y los medios de sujeción se puede cambiar.
El funcionamiento del conjunto se describirá
ahora con referencia particular a las figuras 3 y 4.
En primer lugar, se apreciará que si la
superficie del cable 10 está seca, no fluirá ninguna corriente a lo
largo de su longitud. Sin embargo, si la superficie del cable se
moja, la corriente fluirá hacia la zona de suspensión conectada a
tierra 20 debido al gradiente de voltaje. Esto se representa en la
figura 3a, donde el campo eléctrico debido a los cables de energía
adyacentes (no representados) se indica como 20 kV.
La corriente es la mayor adyacente a la zona
conectada a tierra y provoca el secado de la superficie mojada del
cable, de manera que una banda seca puede empezar a formarse
alrededor de la superficie del cable en la porción del cable entre
la zona conectada a tierra y el dispositivo 21, tal como se
representa mediante la referencia numérica 50 en la figura 3b. Al
formarse la banda seca, la resistencia de la película conductora
mojada sobre la superficie aumenta. Después de que se haya formado
la banda seca, puede aumentarse en tamaño y cuando el arco eléctrico
se produciría de otra manera a una corriente por encima de una
cantidad predeterminada (por ejemplo, 1 mA) que degradaría la
superficie del cable, la corriente se dirige, tal como se representa
en las figuras 2 y 3c, a lo largo de la trayectoria de la corriente
entre el dispositivo 21 y la zona conectada a tierra 20, que incluye
el hueco del arco eléctrico definido entre la varilla y el manguito.
Tal como se entenderá, el tamaño del hueco del arco eléctrico se
selecciona para provocar que la corriente fluya a lo largo de la
trayectoria de la corriente entre el dispositivo 21 y la zona
conectada a tierra 20, más que a lo largo de la superficie del cable
cuando la actividad del arco eléctrico a través de la banda seca
exceda de la corriente predeterminada citada anteriormente.
Una banda seca secundaria puede empezar
posteriormente a formarse sobre el cable adyacente del extremo del
dispositivo 21 alejado de la zona conectada a tierra 20, tal como se
representa en las figuras 4a a 52. En este caso, el flujo de
corriente se produce a lo largo de la trayectoria conductora entre
el dispositivo 21 y la zona 20, como antes, como se ha representado
en la figura 4a, hasta que dicho tiempo en el que se forma la banda
seca secundaria, cuando la resistencia combinada de esta banda seca
y las roturas conductoras ya previstas (la primera banda seca y el
hueco del arco eléctrico) evita el flujo de corriente, tal como se
indica en la figura 4b.
Aunque la figura 3 indica un campo eléctrico de
20 kV, se prevé que la realización se use típicamente en campos de
10 kV y superiores.
Se apreciará que la realización no aísla el
cable, sino que en su lugar actúa para limitar la actividad del arco
eléctrico sobre la superficie del cable cuando la corriente el arco
eléctrico alcanza un valor predeterminado, por ejemplo 1 mA.
Aunque la realización usa un hueco de arco
eléctrico en la trayectoria de la corriente, se podría preverse en
su lugar un dispositivo de estado sólido equivalente, por ejemplo un
varistor, para realizar la misma función que el hueco de arco
eléctrico.
También se apreciará que la disposición
manguito-varilla-aislamiento para
proporcionar el hueco del arco eléctrico es tal que el hueco se
ajusta automáticamente a un valor deseado al montarse y no cambia
debido a una variación en la alineación durante el tiempo. Se prevé
que esta disposición tendrá otras aplicaciones, por ejemplo en
conductores cubiertos, transformadores o cualquier otra aplicación
que use brazos de arco eléctrico tradicionales en lugar de estos
brazos de arco eléctrico.
Claims (13)
1. Conjunto para su uso adyacente a una zona de
suspensión conectada a tierra de un cable de autosoporte dieléctrico
suspendido en un campo eléctrico en dicha zona desde una torre o
similar para limitar el arco eléctrico de banda seca adyacente a
dicha zona, comprendiendo dicho conjunto un dispositivo conductor
eléctrico (21) que se puede conectar al cable alejado de dicha zona
conectada tierra (20), medios para definir una trayectoria de
corriente entre dicho dispositivo (21) y la zona conectada a tierra
(20) que comprende unos medios de abrazadera (28) que está sujetos
a dicho cable en la zona conectada a tierra (20), y un elemento
eléctricamente conductor alargado (30) que se extiende desde los
medios de abrazadera (28) o el dispositivo (21), teniendo dichos
medios para definir dicha trayectoria de corriente un hueco de arco
eléctrico o un dispositivo de estado sólido equivalente, por ejemplo
un varistor, que realiza la misma función que el hueco de arco
eléctrico.
2. Conjunto según la reivindicación 1, en el que
dicho dispositivo comprende unos medios de sujeción (26) que se
pueden sujetar a dicho cable.
3. Conjunto según la reivindicación 1 ó 2, en el
que dicho hueco de arco eléctrico está definido entre un primer
elemento anular eléctricamente conductor (32) y un segundo elemento
eléctricamente conductor (30) colocado en su eje.
4. Conjunto según la reivindicación 3, en el que
medios de aislamiento (34) sitúan dicho segundo elemento (30)
respecto a dicho primer elemento (32).
5. Conjunto según la reivindicación 3 ó 4 cuando
la reivindicación depende de la reivindicación 2, en el que dicho
primer elemento anular (32) está situado adyacente a dichos medios
de sujeción (32) o dichos medios de sujeción (26).
6. Conjunto según la reivindicación 5, en el que
dicho primer elemento anular (32) está situado adyacente a dichos
medios de sujeción (26) y dicho segundo elemento (30) comprende un
elemento alargado que se extiende desde dichos medios de abrazadera
(28) a dicho primer elemento anular.
7. Conjunto según la reivindicación 5, en el que
dicho primer elemento anular (32) está situado adyacente a dichos
medios de abrazadera (28) y dicho segundo elemento (30) comprende
un elemento alargado que se extiende desde dichos medios de
sujeción (26) a dicho primer elemento anular (32).
8. Conjunto según la reivindicación 1, en el que
dicho dispositivo comprende un primer elemento anular eléctricamente
conductor (32) y un segundo elemento eléctricamente conductor (30)
colocados en el eje del mismo, de manera que se define un hueco de
arco eléctrico entre la superficie interna del primer elemento y la
superficie externa del segundo elemento.
9. Conjunto según la reivindicación 8, en el que
unos medios de aislamiento (34) sitúan dicho segundo elemento
respecto a dicho primer elemento.
10. Conjunto según la reivindicación 9, en el que
dichos medios de aislamiento comprenden brazos radiales (34)
circunferencialmente separados que se extienden entre dichos primer
y segundo elementos.
11. Instalación que comprende un cable
dieléctrico de autosoporte suspendido en una zona de suspensión
conectada a tierra del mismo en un campo eléctrico desde una torre
o similar, que tiene un conjunto según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores adyacente a dicha zona conectada a
tierra.
12. Instalación que comprende un cable
dieléctrico de autosoporte suspendido en una zona de suspensión
conectada a tierra del mismo en un campo eléctrico desde una torre
o similar, en la que un dispositivo eléctricamente conductor está
conectado a dicho cable alejado de dicha zona y medios conectados
entre dicho dispositivo y dicha zona conectada a tierra, definiendo
una trayectoria de corriente que tiene un hueco de arco eléctrico o
un dispositivo de estado sólido equivalente, por ejemplo un
varistor, que realiza la misma función que el hueco de arco
eléctrico.
13. Procedimiento para limitar el arco eléctrico
de banda seca adyacente a una zona de suspensión conectada a tierra
de un cable dieléctrico de autosoporte suspendido en dicha zona
desde una torra o similar, que comprende dirigir la corriente a lo
largo de una trayectoria de corriente que incluye un hueco de arco
eléctrico o un dispositivo de estado sólido equivalente, por ejemplo
un varistor, que realiza la misma función que el hueco de arco
eléctrico, más que a lo largo de la superficie del cable cuando el
arco eléctrico de banda seca a una corriente por encima de un valor
predeterminado, de otra manera, se produciría.
Applications Claiming Priority (2)
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