ES2249641T3 - Procedimiento de instalacion de un cable de grandes y medias potencias en el suelo. - Google Patents
Procedimiento de instalacion de un cable de grandes y medias potencias en el suelo.Info
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Abstract
Procedimiento de instalación de un cable eléctrico (2) comprendiendo por lo menos un elemento monofásico que comporta un alma conductora (2a) y una funda exterior aislante (2b), soportando una tensión eléctrica por lo menos igual a 1.000 voltios, y presentando un peso lineal elevado, por lo menos igual a 0, 5 kg/m, procedimiento según el cual: a) se dispone en el suelo por lo menos un conducto de instalación (1) cuyo diámetro interior se determina de manera que la relación entre el diámetro exterior del cable (2) y el diámetro interior del conducto de instalación esté comprendida entre 1, 2 y 1, 6; b) se empuja el cable (2) dentro del conducto de instalación, por el costado de entrada de dicho cable en el citado conducto, con por lo menos un órgano de empuje que agarra su funda exterior; c) se inyecta un fluido que comprende agua (6a) a presión en el conducto de instalación (1), obteniendo una estanqueidad con el cable durante el empuje, siendo la densidad del cable (2) con respecto al fluido superior a 1, por ejemplo comprendida entre 1 y 3, ajustándose la inyección del fluido en relación con el empuje de dicho cable, de manera que el agua (6a) sirva como fluido de centrado, por lo menos intermitentemente, y como fluido de evacuación de la energía térmica resultante de las fuerzas de rozamiento existentes entre dicho cable (2) y el conducto de instalación (1).
Description
Procedimiento de instalación de un cable de
grandes y medias potencias en el suelo.
El presente invento se refiere al sector técnico
de las instalaciones de cables, por ejemplo cables de fibras ópticas
u otros, en el interior de conductos de instalación enterrados y/o
sumergidos. Bajo el término "cables" también hay que entender
tubos u otros que permitan transportar energías, fluidos y señales
eléctricas, luminosas u otras. El término cable también hace
referencia a cables eléctricos de bajas, medias y altas potencias,
nonofásicos o trifásicos, que soportan una tensión eléctrica, por
ejemplo superior a 1.000 voltios y que tienen pesos lineales
relativamente altos, como por ejemplo del orden de 8
a 35 kg/m.
a 35 kg/m.
Se conocen diferentes métodos para instalar
cables, fuera de cables eléctricos de potencia grande o mediana, al
interior de conductos. Tales métodos se definen a continuación.
Se entiende por "estirado" el hecho de que
el cable va fijado por su extremo a una eslinga ya instalada en el
conducto. Dicha eslinga está fijada al tambor de un torno que la
enrolla y permite la instalación del cable dentro del conducto, por
medio del deslizamiento de dicho cable al interior de dicho
conducto.
Por "estirado-empuje" se
entiende un estirado y un empuje simultáneo con el empleo de medios
que permitan empujar el cable a su entrada dentro del conducto, lo
cual se hace para reducir los esfuerzos de tracción en la cabeza del
cable y para aumentar la distancia de instalación. También pueden
preverse medios de arrastre del cable hacia la mitad del
recorri-
do.
do.
Mediante "soplado" se entiende que el
conducto de instalación se somete a presión, con ayuda de un fluido,
entre los medios de alimentación del cable y un hurón estanco
montado en la cabeza del cable. La presión existente dentro del
conducto permite desplazar el hurón, tirando de la cabeza del cable.
La aplicación de la presión suele hacerse generalmente con aire.
Por "soplado-empuje" se
entiende el empleo de medios que permiten empujar el cable a su
entrada en el conducto, asociados a medios utilizados en el método
denominado de "soplado". De este modo aún se consigue un
aumento de la distancia de instalación del cable.
Bajo la denominación de
"flotación-empuje" y/o de
"transporte-empuje" se entiende una técnica
mediante la cual se inyecta un fluido, gaseoso o líquido, dentro del
conducto, siendo el rozamiento del fluido sobre la funda exterior
del cable el que ejerce la fuerza de tracción. En esta técnica de
instalación, la presión estática del aire o del fluido al interior
del conducto tiene por efecto rechazar el cable fuera del conducto,
lo cual obliga al empleo de medios para compensar en primer lugar
dicha fuerza y en un segundo momento empujar dicho cable a su
introducción en el conducto de la instalación.
El fluido empleado naturalmente para el
"transporte" es el aire, disponible en grandes cantidades en el
lugar de la obra, o bien agua.
En el texto a continuación, el término
"densidad" indica la relación existente entre la masa
volumétrica del cable y la masa volumétrica del agua. Ocurre lo
mismo cuando se habla de la densidad de un líquido de transporte o
líquido transportador. Por definición, la masa volumétrica del agua
es igual a 1.
Así pues, en particular en el sector de las
telecomunicaciones donde se instalan cables de fibras ópticas, se
conoce un procedimiento denominado de
transporte-empuje, según el cual se instalan cables
de fibras ópticas en conductos de instalación previamente instalados
en el suelo. Esta tecnología parece difícil de trasladar a los
cables eléctricos cuyas características de peso por unidad de
longitud y densidad producen rozamientos relativamente elevados y
por tanto disminuyen notablemente las distancias de instalación.
El presente invento hace más específicamente
referencia a la instalación de cables eléctricos que soportan
tensiones eléctricas superiores a 1.000 voltios y susceptibles de
transportar potencias eléctricas medias o elevadas, monofásicas o
trifásicas. Dichos cables, conocidos como tales, tienen elementos
monofásicos circundados por una funda de PUHD, y que tiene un peso
por unidad de longitud superior a 0,5 kg/m.
Los cables eléctricos también pueden ser unidos
por triplicado cuando la potencia se transporte en tres fases.
Debido a su elevado peso por unidad de longitud,
estos cables o agrupaciones de cables no se colocan en largas
distancias en los conductos de instalación, tal como sucede por
ejemplo con los cables de fibras ópticas.
De hecho, la introducción de dichos cables
eléctricos (medias y grandes potencias) generarán fuerzas
importantes de rozamiento con el conducto de instalación. Dichas
elevadas fuerzas de rozamiento producirán una sustancial disminución
de la distancia de instalación, con fuerzas de empuje, y dado el
caso tracciones empleadas, que son inadmisibles.
Dichas fuerzas demasiado importantes, empleadas
durante la instalación de un cable, pueden ocasionar un deterioro de
la funda protectora del cable y del conducto de instalación del
mismo.
En el caso de un importante rozamiento entre dos
materiales, del tipo PEHD o PVC, o bien entre PEHD y PVC, puede
constatarse un calentamiento que llega hasta un reblandecimiento o
una fusión de dichos materiales.
De hecho, el uso de cables eléctricos, que tienen
una funda exterior de PEHD o de PVC, destinados a ser instalados en
un conducto generalmente de PEHD o de PVC producirán un rozamiento
susceptible de deteriorar, de manera irreversible, la funda de
dichos cables eléctricos.
Generalmente, los cables eléctricos son
enterrados directamente en el suelo gracias a un procedimiento de
enterramiento que consiste en abrir una zanja, colocar los cables en
la zanja y terraplenar la zanja.
En estos trabajos de ingeniería civil y, de modo
particular el terraplenado empleando, por ejemplo, los materiales
evacuados durante la abertura de la zanja, pueden llegar a ocasionar
daños a las fundas exteriores de los cables eléctricos. Las
principales consecuencias son los problemas de aislamiento eléctrico
o inicios de degradación. En este caso, es indispensable equipar los
cables eléctricos con una funda exterior reforzada o adaptada para
constituir una protección mecánica y/o eléctrica.
La introducción de cables eléctricos de medias o
grandes potencias en los conductos de instalación, también supone
disponer especialmente medios de empuje adecuados, susceptibles de
desarrollar una suficiente fuerza de empuje. Los medios de empuje
conocidos suelen presentar órganos de empuje que sujetan el cable a
fin de empujarlo en el conducto de instalación. El empleo de una
fuerza de empuje elevada, supone un buen agarre de los órganos de
empuje sobre el cable, y en particular de su funda exterior. En
estas condiciones no es posible más que con un buen agarre con
dientes o protuberancias salientes, que enganchan en el material que
constituye la funda. Esta última deberá presentar muescas de tamaño
lo bastante pequeño para no perjudicar las prestaciones del cable,
lo cual cuesta garantizar con importantes esfuerzos de empuje.
Un procedimiento de instalación de un cable
dentro de un conducto de instalación del tipo antes mencionado se
describe en los documentos
US-A-4.941.774,
US-A-5.967.495 y
GB-A-2.190.457.
Por el contrario, el empleo de órganos de empuje
que presentan una superficie lisa en contacto con el cable
conduciría, debido al importante efecto de empuje a proporcionar, a
un deslizamiento, y por tanto, a un calentamiento de la funda que en
primer lugar ocasiona una disminución de la velocidad de avance o de
instalación del cable en el conducto y luego a la destrucción de la
funda debido a la fusión y arranque de la funda.
El objeto del presente invento pretende liberar
los inconvenientes de las técnicas de enterramiento o de las
limitaciones relacionadas con las técnicas de instalación conocidas
para los cables eléctricos en un conducto de instalación.
Otro objeto pretende reducir sensiblemente los
gastos y los costes de instalación de dichos cables eléctricos.
Los objetos asignados al presente invento se
consiguen con ayuda de un procedimiento para disponer cables
eléctricos en el suelo, de acuerdo con la reivindicación 1, y un
dispositivo que permita llevar a cabo dicho procedimiento, de
acuerdo con la reivindicación 7.
De acuerdo con el invento, el procedimiento
consiste en instalar por lo menos un cable eléctrico, de potencias
grandes o medias, dentro de un conducto de instalación existente o
preferiblemente dispuesto en el suelo, por un lado empujando el
cable, y por otra parte inyectando agua a presión en el conducto de
instalación, a fin de utilizar el agua como fluido de transporte y
de evacuación de la energía térmica resultante de las fuerzas de
rozamiento entre dicho cable y el conducto de instalación.
De acuerdo con el invento, el procedimiento
consiste en excavar una zanja para colocar cables eléctricos en el
suelo, evacuar los materiales sacados de la zona hacia un
dispositivo de tratamiento, por ejemplo, mediante trituración,
disponer por lo menos un conducto de instalación en la zanja y
terraplenar la zanja con los materiales tratados, e instalar luego
en dicho conducto de instalación, por lo menos un cable eléctrico de
potencia media o grande, por una parte empujándolo y, por otra
parte, inyectando agua a presión en el conducto de instalación a fin
de utilizar el agua como fluido de transporte y evacuación de la
energía térmica resultante del rozamiento entre el cable y el
conducto de instalación.
De acuerdo con el invento, los medios de empuje
comprenden por lo menos una unidad de empuje que comporta dos
cadenas superpuestas que giran en sentido inverso y sujetan el cable
eléctrico, a fin de empujarlo dentro del conducto de
instalación.
De acuerdo con una forma de realización, el
procedimiento según el invento consiste en controlar la temperatura
del fluido de transporte.
De acuerdo con una forma de realización, el
procedimiento según el invento consiste en gobernar los medios de
refrigeración del fluido de transporte en función del resultado del
control de la temperatura de dicho fluido.
De acuerdo con una forma de realización, el
procedimiento según el invento consiste en gobernar la velocidad de
avance del cable eléctrico dentro del conducto de instalación en
función de la temperatura del fluido de transporte.
De acuerdo con una forma de realización, el
procedimiento según el invento consiste en controlar la temperatura
del fluido de transporte a la entrada y a la salida del conducto de
instalación, a fin de gobernar consecuentemente los medios de
refrigeración del fluido de transporte o modular la velocidad de
avance del cable eléctrico dentro del conducto de instalación.
De acuerdo con una forma de realización, el
procedimiento según el invento depende de la cantidad de energía a
evacuar, si es baja la temperatura del agua varía poco puesto que la
cantidad del agua empleada para realizar el transporte y su poder
calorífico son tales que basta una prueba manual, como meter la mano
dentro del agua, para asegurar un nivel adecuado de la temperatura
del agua, lo cual constituye una gran ventaja para llevar a cabo el
procedimiento en los lugares de las obras.
De acuerdo con una forma de realización, el
procedimiento según el invento consiste en utilizar un cable
eléctrico cuya densidad está comprendida entre 1 y 3.
Según una forma de realización del dispositivo de
acuerdo con el invento, cada cadena está constituida por un enlace
de eslabones cuyo perfil exterior presenta nervaduras sensiblemente
transversales en el sentido de avance de la cadena, a fin de agarrar
sobre el cable eléctrico.
Según una forma de realización del dispositivo de
acuerdo con el invento las nervaduras son de aluminio.
Según una forma de realización del dispositivo
las nervaduras presentan un perfil sensiblemente semicilíndrico a
fin de aumentar su superficie de contacto con el cable
eléctrico.
Según una forma de realización del dispositivo de
acuerdo con el invento, las nervaduras presentan, en el sentido de
avance de la cadena, un perfil cuya sección transversal comporta
respectivamente una cara posterior inclinada, una cumbre plana, y
una cara frontal abrupta o vertical.
Según una forma de realización del dispositivo de
acuerdo con el invento, las nervaduras tiene una altura de 1 a 2
mm.
Según una forma de realización del dispositivo de
acuerdo con el invento, la unidad de empuje sirve para arrastrar un
cable de sección transversal circular o un conjunto de tres cables
retorcidos.
Según una forma de realización del dispositivo de
acuerdo con el invento, el mismo comprende por lo menos tres
unidades de empuje dispuestas una detrás de otra para hacer avanzar
el cable eléctrico o conjunto de cables.
Según una forma de realización del dispositivo de
acuerdo con el invento, el mismo comprende medios para gobernar y
sincronizar la velocidad de circulación de las cadenas con la
velocidad de rotación correspondiente al desenrollado del cable del
torno.
Según una forma de realización del dispositivo
comprende además un órgano de admisión del fluido de transporte
comportando un órgano de estanqueidad, siendo el conducto de
instalación un cable retorcido, estando el órgano de estanqueidad
atravesado por el cable a fin de constituir un tabique estanque al
fluido de transporte y siendo arrastrado en rotación mediante dicho
cable durante el desplazamiento del mencionado cable.
Todavía según otro modo de realización, el órgano
de estanqueidad comprende una junta de estanqueidad que comporta una
abertura provista por lo menos de dos lóbulos de forma
complementaria al contorno exterior del cable retorcido.
El procedimiento de instalación de cables
eléctricos de acuerdo con el invento tiene la ventaja que disminuye
notablemente el coste global de una de estas instalaciones. De
hecho, el cable eléctrico dispuesto en el suelo queda protegido
mecánica y eléctricamente por el conducto de instalación y por tanto
no es necesario prever una funda específica o una funda reforzada
sobre el propio cable eléctrico.
Asimismo, con el mismo procedimiento utilizado
durante la instalación del cable, es posible retirar éste último del
conducto de instalación a fin de instalar un cable distinto, por
ejemplo de diferente potencia. También es posible, para un mismo
usuario o un mismo barrio urbano, dimensionar la alimentación
eléctrica sin tener que excavar nuevas zanjas o instalar cables
eléctricos suplementarios de grandes potencias.
Otras ventajas también se pondrán de manifiesto
en la siguiente descripción detallada haciendo referencia a los
dibujos adjuntos, en los cuales:
La figura 1 es una sección transversal del cable
eléctrico instalado en un conducto de instalación, de acuerdo con el
invento;
La figura 2 es un ejemplo de montaje de tres
conductos de instalación agrupados en una funda, conjunto que es
susceptible de ser instalado en una zanja de acuerdo con el
invento;
La figura 3 es un esquema del procedimiento de
una parte de las etapas del procedimiento según el invento;
La figura 4 representa una máquina susceptible de
utilizar en determinadas etapas del procedimiento de acuerdo con el
invento;
La figura 5 es una representación esquemática de
la realización del procedimiento de acuerdo con el invento;
La figura 6 representa un detalle del dispositivo
que permite realizar el procedimiento de acuerdo con el invento;
La figura 7 es una representación esquemática y
parcial del medio de empuje del dispositivo de la figura 6;
Las figuras 8 y 9 son, respectivamente, vistas en
perspectiva y en planta de un eslabón de una cadena del medio de
empuje de la figura 7;
La figura 10 es una vista ampliada, en un
despiece en perspectiva, de una parte de un órgano de admisión de
fluido de transporte que pertenece al dispositivo representado en la
figura 6; y
Las figuras 11 y 12 son, respectivamente, vistas
en perspectiva y de despiece en perspectiva de un órgano de
estanqueidad del órgano de admisión de la figura 10.
La figura 1 describe un ejemplo de conducto de
instalación 1, representado en sección transversal, en el que hay
instalado un cable eléctrico 2 que presenta, por ejemplo, un alma
conductora 2a y una funda exterior aislante 2b. El conducto de
instalación 1 está realizado con un tubo ranurado o liso y, en caso
necesario, puede estar lubrificado. Para la instalación de cables
eléctricos 2 de energía, conviene que entre el diámetro exterior del
cable eléctrico 2 y el diámetro interior del conducto de instalación
1 exista una relación comprendida entre 1,2 y 1,6. Las
características de alargamiento térmico de los cables 2 y los
esfuerzos concernientes a los métodos de colocación de dichos cables
imponen la citada relación.
Asimismo, el conducto de instalación 1 puede
estar constituido por tres tubos 1a, 1b, 1c agrupados dentro de una
funda exterior 3, tal como se ha representado en la figura 2. De
este modo, cada tubo 1a, 1b, 1c puede estar provisto de un cable
eléctrico 2 cilíndrico y monofásico. La agrupación de los cables
monofásicos permite obtener de este modo cables eléctricos 2
trifásicos de potencias grandes o medias, los cuales pueden ser
instalados en el suelo con las técnicas y modelos empleados para
instalar cables monofásicos cilíndricos.
Por tanto no existe un coste superior al nivel
del material de instalación. También se conserva una configuración
en forma de trébol de la colocación de las fases. Además, la
instalación de cables 2 unipolares (cilíndricos) puede hacerse en
distancias de instalación del orden de 2,5 km, o sea mucho más
importantes que las distancias de instalación obtenidas con un cable
2 tripolar o retorcido. La estanqueidad del sistema de introducción
del cable 2 también queda perfectamente garantizada cuando dicho
cable 2 tiene una sección transversal circular. De hecho, la
estanqueidad resulta necesaria cuando se utiliza un fluido de
transporte a presión. La funda externa 3, por ejemplo
termoconformada, sirve para la cohesión mecánica del conjunto así
constituido.
De acuerdo con el invento, también es posible
instalar un cable eléctrico retorcido, que lleve una corriente
trifásica, en el conducto de instalación 1 representado en la figura
1, en el lugar y emplazamiento del cable eléctrico 2 cilíndrico.
La instalación de cables eléctricos 2 en el
conducto de instalación 1 permite proteger estos últimos contra las
agresiones mecánicas gracias a las propiedades mecánicas del citado
conducto de instalación 1, tales como una resistencia a la
perforación, al aplastamiento y a la tracción. Por tanto, no es el
cable eléctrico 2 el que debe integrar las propiedades de
protección, al como sucede con los cables que se entierran
directamente en el suelo. Los cables eléctricos, instalados según el
procedimiento de acuerdo con el invento, pueden pues presentar un
diámetro menor y estar enrollados en tornos de diámetro reducido.
Por tanto, los costes de fabricación y de transporte son
menores.
La figura 3 representa un esquema del principio
de instalación de un cable eléctrico dentro de un conducto de
instalación.
El dispositivo para realizar el procedimiento de
acuerdo con el invento comprende asimismo medios de empuje 4 que
permiten empujar el cable eléctrico 2 dentro del conducto de
instalación 1. Los medios de empuje son gobernados por una unidad de
control 4a, que también permite controlar la velocidad de avance del
cable, así como la fuerza de empuje aplicada a dicho cable eléctrico
2. La unidad de control 4a permite sincronizar la velocidad de
avance de los cables 2 con la velocidad de rotación correspondiente
del desenrollado del cable 2 de un torno 5. El dispositivo de
acuerdo con el invento también comprende un depósito 6 que contiene
un fluido de transporte, en este caso agua 6a. Una bomba 7 permite
inyectar agua al interior del conducto de instalación 1 a una
presión comprendida entre 10 y 16 bars. La circulación del agua por
el conducto de instalación 1 arrastra el cable 2, por su fricción
sobre la funda exterior del cable eléctrico 2, una determinada
distancia, denominada distancia de instalación, dentro del conducto
de
instalación 1.
instalación 1.
A título de ejemplo, con una presión de agua de
13 bars y una fuerza de empuje ejercida por los medios de empuje de
alrededor de 170 DaN, se puede instalar un cable de energía (tensión
media), que presenta por ejemplo un peso por unidad de longitud de
1,6 kg/m, a una distancia de 1.700 metros con una velocidad de 20
metros por minuto.
Las figuras 3 y 4 muestran esquemáticamente
ejemplos de realización de medios que permiten llevar a cabo las
etapas del procedimiento de acuerdo con el invento.
Cuando se coloca el conducto de instalación 1 con
ayuda de una máquina 10, como la representada en la figura 4, se
instala en dicho conducto de instalación 1 el cable eléctrico 2,
utilizando los medios esquematizados en la figura 3.
Preferentemente, la máquina 10 que permite
colocar un conducto de instalación 1 en el suelo es automotriz y
comporta un rodillo 11 sobre el cual va almacenado y enrollado el
conducto de instalación 1.
La máquina 10 está provista de una rueda 12
articulada con ayuda de un cilindro 13 en la máquina 10, para
excavar una zona 14 a medida que la máquina 10 va avanzando.
Una caja de guía 15 permite colocar el conducto
de instalación 1 al fondo de la zanja 14. Ventajosamente, el
conducto de instalación 1 está recubierto por una película o una red
16 que advierte, mediante cualquier dispositivo conocido montado
sobre la caja de guía 15, antes del terraplenado de la zona 14.
Entre otros medios indicadores, uno que es económico consiste en
sustituir la funda de montaje de los tres tubos, que es negra, por
una funda de color rojo para evitar así la compra y colocación de
una rejilla
indicadora.
indicadora.
También existen medios de terraplenado (no
representados) que son solidarios de la máquina 10 y avanzan con la
misma. De esta manera, el conducto de instalación 1 es colocado en
el suelo en una sola pasada de la máquina 10, realizando todas las
operaciones de ingeniería civil.
Especialmente, la máquina 10 dispone de medios
para evacuar los materiales sacados de la zanja 14, así como medios
para su tratamiento que, por ejemplo, permiten triturar dichos
materiales, antes de transferirlos hacia atrás para terraplenar la
zanja 14 en la que ya se encuentra el conducto de instalación 1.
Cuando el conducto de instalación 1 es colocado dentro del suelo,
puede instalarse seguidamente un cable eléctrico. A tal efecto se
dispone del torno 5 sobre el cual va enrollado el cable eléctrico
2.
La figura 5 esquematiza, de manera global, la
colocación o instalación de un cable eléctrico 2 al interior de un
conducto de instalación 1, el cual ya está dispuesto, por ejemplo,
en el suelo con ayuda de cualquier medio conocido. Una bomba 7
permite inyectar agua 6a a presión en el conducto de instalación 1,
tal como indica esquemáticamente la flecha E. El agua 6a que
constituye el fluido de transporte es expulsada, según la flecha S,
después de haber recorrido una distancia predeterminada. Luego se
coloca una nueva bomba 7, en caso conveniente alimentada por otro
depósito 6, para inyectar nuevamente agua, según la flecha E, en un
nuevo tramo del conducto de instalación 1. Esto puede repetirse
eventualmente en varios lugares para obtener la distancia de
instalación mayor posible para el cable eléctrico 2.
La inyección de agua 6a en el conducto de
instalación 1 se efectúa a través de pozos de acceso 11 dispuestos
entre cada tramo de instalación, que puede extenderse una distancia
de aproximadamente 2,5 km.
El dispositivo que permite llevar a cabo el
procedimiento de acuerdo con el invento comprende medios de empuje
4, los cuales comportan cadenas 20, como la representada
esquemáticamente en la figura 7. Dichas cadenas 20 van dispuestas a
uno y otro lado del cable eléctrico 2 y ejercen sobre éste la fuerza
de empuje necesaria para hacerlo avanzar dentro del conducto de
instalación 1. El empuje ejercido por las cadenas 20 sobre el cable
eléctrico 2 complementa por tanto la acción del fluido de transporte
en el conducto de instalación 1. Con objeto de proteger la funda
exterior del cable 2, la presión lateral de la cadena 20 debe ser
tan uniforme como sea posible. Esto último se obtiene repartiendo el
esfuerzo de empuje sobre dos o más unidades de empuje idénticas,
variando su número en función del esfuerzo total
requerido.
requerido.
A título de ejemplo, los medios de empuje 4
comprenden tres unidades de empuje 4a, 4b, 4c asociadas en serie y
en las que pasa el cable eléctrico 2 cuando se desenrolla del torno
5. Cada unidad de empuje 4a, 4b, 4c está provista de cadenas 20 y de
un volante 21 que permite ajustar al apriete de dichas cadenas 20
sobre el cable eléctrico 2. La puesta en serie de, por ejemplo, tres
unidades de empuje 4a, 4b, 4c que presentan un apriete
preestablecido que garantiza una presión radial predeterminada de
las cadenas 20, con ayuda del volante 21, permite absorber las
inevitables variaciones del diámetro exterior del cable 2 debidas a
su fabricación. También se evita un deslizamiento de las cadenas que
pudiera influir sobre las prestaciones de la instalación.
También se prevé un órgano de admisión de agua 22
a la entrada del conducto de instalación 1, así como un contador 23
que permite registrar la distancia de cable desenrollado a partir
del torno 5, tal como se ha representado esquemáticamente en
la
figura 6.
figura 6.
El órgano de admisión 22 del fluido de
transporte, tal como el agua, se ha representado más especialmente
en las figuras 10 a 12. Dicho órgano comporta una envoltura fija 40
y un cuerpo giratorio 41 montado de manera que puede girar en el
interior de la envoltura fija.
La envoltura fija 40 está constituida por dos
medias cáscaras 43 y 44 que definen juntas un cilindro hueco dentro
del cual se aloja, en rotación, el cuerpo giratorio 41. El cuerpo 41
tiene a su vez la forma de un cuerpo cilíndrico atravesado en
sentido longitudinal por el conducto de instalación 1. Dicho
conducto es, por ejemplo, un cable eléctrico 45 de forma retorcida
constituido por tres ramales 46 a 48 o fases. Como variante, dicho
cable podría estar constituido por dos fases también retorcidas.
El fluido de transporte es admitido dentro de la
envoltura fija 40 a través de un orificio de entrada, no
representado. A fin de impedir que el fluido de transporte salga al
exterior de la envoltura fija 40, fuera del dispositivo, el cuerpo
giratorio 41 comprende un órgano de estanqueidad 50 inmovilizado
transversalmente en el sentido del cable 45, formando un mamparo
estanco.
Dicho órgano de estanqueidad 50 tiene forma
anular y posee una abertura 51 atravesada por el cable 45. Dicha
abertura tiene la forma complementaria del contorno exterior del
cable retorcido. Cuando el cable está constituido por tres ramales,
la abertura posee tres lóbulos 52 a 54 cada uno de los cuales es
atravesado por uno de los ramales 46 a 48.
El órgano de estanqueidad 50 está formado por dos
placas rígidas 55 y 56 y una junta de estanqueidad 57 montada en
sándwich entre dicha dos placas. Las placas y la junta se extienden
según un plano sensiblemente transversal a la dirección del cable.
La junta de estanqueidad 57 se aplica de manera hermética sobre el
retorcido del cable y está hecha de caucho o de cualquier otro
material conocido apto para junta dinámica, mientras que las dos
placas 55 y 56 están hechas de aleación de aluminio.
Asimismo, el cuerpo giratorio 41 está provisto de
dos series de ruedecitas 67 y 68 dispuesta cada una de ellas a la
entrada y a la salida del cuerpo (con respecto al sentido de
desplazamiento del cable F). Cada ruedecita se aplica sobre uno de
los ramales 46 a 48 del cable a fin de mantener el ángulo del paso
de hélice definido por el retorcido del cable.
El órgano de estanqueidad 50 se hace girar por
medio del cable 45 cuando dicho cable se desplaza en el sentido de
la flecha F. El cuerpo giratorio 41, solidario de dicho órgano,
también es arrastrado en rotación de manera que se obtiene la
estanqueidad de una manera sencilla.
La cadena 20 está constituida por un montaje de
eslabones 25, representados en las figuras 8 y 9. Cada eslabón 25
está constituido por una pieza de acero 26 destinada a unir dicho
eslabones 25. Existen taladros 26 y/u otros medios conocidos como
tales para unir entre sí los citados eslabones 25. Cada eslabón 25
también comporta una parte superior 28, por ejemplo de aluminio, y
montada en la pieza de acero 26 a través del tornillo 29. La parte
superior 28 presenta exteriormente, es decir el costado que se
acopla sobre el cable eléctrico 2, nervaduras sensiblemente
transversales. Estas últimas se obtiene, por ejemplo por medio de
moldeo, teniendo una altura de aproximadamente 1 a 2 mm, y
acoplándose sobre la funda exterior del cable eléctrico 2. Las
nervaduras 30 tienen una forma particular en el sentido de
circulación de la cadena 20, es decir tiene una cara frontal
sensiblemente abrupta 30a, una cumbre sensiblemente plana 30b y una
cara posterior 30c con una suave pendiente en comparación con su
cara frontal 30a. El sentido de circulación de las cadenas 20, y por
tanto de las nervaduras 30, se ha indicado esquemáticamente con la
flecha A en la figura 9. Por consiguiente, son las partes frontales
30a sensiblemente inclinadas las que atacan la funda exterior del
cable eléctrico 2.
Dicha conformación, junto con una dimensión
relativamente reducida de dichas nervaduras 30 es lo que permite
evitar un daño perjudicial en la funda de los cables eléctricos 2.
Preferiblemente, las nervaduras 30 presentan, en sección transversal
de la parte superior 28, un perfil semicilíndrico cuyo diámetro está
adaptado al diámetro exterior de los cables eléctricos 2. Estos
últimos quedan pues apretados de manera óptima una mayor superficie
y el riesgo de deslizamiento queda notablemente reducido. Para
instalar un conjunto de cables eléctricos 2 de forma triangular o
retorcida en un conducto de instalación 1, el dispositivo de empuje
no comparte dos sino tres bandas de arrastre dispuestas a 120º,
utilizando cada banda dientes de arrastre planos en lugar de
semicilíndri-
cos.
cos.
Cuando se insertan cables eléctricos 2, de
potencias grandes o medianas, dentro de los conductos de instalación
1, de acuerdo con el invento, dichos cables eléctricos 2 tienden a
estirarse, debido a su peso relativamente alto por unidad de
longitud, en la parte más baja del conducto de instalación 1 y rozar
contra el mismo. Por tanto, el volumen libre disponible para la
circulación del agua 6a, o sea del fluido de transporte, es más
importante encima que debajo del cable eléctrico 2. Por
consiguiente, se obtiene un diferencial de velocidad y de presión
entre el espacio libre situado respectivamente encima y debajo del
cable eléctrico 2. Este último roza pues sobre la pared inferior del
conducto de instalación 1 dado que la densidad de dicho cable es
superior a 1, lo cual siempre es así cuando se trata de cables
eléctricos de potencias medias y grandes. La consecuencia es un
rozamiento entre la funda exterior de dicho cable eléctrico 2 y el
conducto de instalación 1 que puede deteriorar la funda exterior del
cable 2. La diferencia de presión que se obtiene en el conducto 1
entre el espacio libre superior y el espacio libre inferior que
circunda el cable eléctrico 2, provoca un centrado de dicho cable
eléctrico 2 que permite el paso del agua 2b debajo de dicho cable 2,
por lo menos de manera intermitente. El paso del agua en dicho
espacio libre inferior, relativamente estrecho, permite enfriar las
partes en contacto por rozamiento, lo cual tiende a reducir
sustancialmente el coeficiente de fricción.
De hecho se ha observado que, un paso de 20 a
40ºC de temperatura en las zonas de contacto por rozamiento, aumenta
un 20% el coeficiente de fricción. La circulación del agua 6a como
fluido de transporte permite también mantener la temperatura de las
partes en contacto respectivo del cable eléctrico 2 y el conducto de
instalación 1, por debajo de ciertos valores. Así se evita un
aumento del coeficiente de fricción. Dentro del marco del
procedimiento de acuerdo con el invento, es interesante prever
medios de refrigeración del líquido de transporte, habitualmente el
agua 6a, y en caso necesario medios para controlar su temperatura a
fin de gobernar los citados medios de refrigeración.
Los medios especiales para medir la temperatura y
la localización de los puntos de medición también pueden
considerarse especialmente al final de la longitud de colocación o
en medio del recorrido de instalación caso de que exista una cámara
de acceso a la red.
El procedimiento de acuerdo con el invento tiene
la ventaja de que permite conservar una velocidad de instalación
(avance del cable 2 en el conducto 1) relativamente constante,
gracias al control del coeficiente de fricción a través de una
medición de temperaturas. La circulación del agua 6a también permite
evacuar las cargas electrostáticas que puedan aparecer en el
conducto 1 durante la instalación del cable eléctrico 2.
Claims (15)
1. Procedimiento de instalación de un cable
eléctrico (2) comprendiendo por lo menos un elemento monofásico que
comporta un alma conductora (2a) y una funda exterior aislante (2b),
soportando una tensión eléctrica por lo menos igual a 1.000 voltios,
y presentando un peso lineal elevado, por lo menos igual a 0,5 kg/m,
procedimiento según el cual:
a) se dispone en el suelo por lo menos un
conducto de instalación (1) cuyo diámetro interior se determina de
manera que la relación entre el diámetro exterior del cable (2) y el
diámetro interior del conducto de instalación esté comprendida entre
1,2 y 1,6;
b) se empuja el cable (2) dentro del conducto de
instalación, por el costado de entrada de dicho cable en el citado
conducto, con por lo menos un órgano de empuje que agarra su funda
exterior;
c) se inyecta un fluido que comprende agua (6a) a
presión en el conducto de instalación (1), obteniendo una
estanqueidad con el cable durante el empuje, siendo la densidad del
cable (2) con respecto al fluido superior a 1, por ejemplo
comprendida entre 1 y 3, ajustándose la inyección del fluido en
relación con el empuje de dicho cable, de manera que el agua (6a)
sirva como fluido de centrado, por lo menos intermitentemente, y
como fluido de evacuación de la energía térmica resultante de las
fuerzas de rozamiento existentes entre dicho cable (2) y el conducto
de instalación (1).
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que por una parte, el
conducto de instalación (1) comprende tres tubos (1a, 1b, 1c)
agrupados dentro de una funda externa (3), y por otra parte, el
cable eléctrico (2) trifásico comprende tres cables monofásicos
dispuestos respectivamente dentro de los tres tubos.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que el cable eléctrico (2)
está retorcido.
4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que, para disponer el
conducto de instalación, se excava una zanja (14), se evacuan los
materiales extraídos de la zona, se coloca el conducto de
instalación en la zanja, y se terraplena la zanja.
5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que se controla la
temperatura del fluido, por ejemplo con medios de refrigeración.
6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
5, caracterizado por el hecho de que se controla la
temperatura del fluido de transporte a la entrada y a la salida del
conducto de instalación (1), a fin de gobernar consecuentemente los
medios de refrigeración del fluido, o para modular la velocidad de
avance del cable eléctrico (2) mientras es empujado dentro del
conducto de instalación.
7. Dispositivo para la puesta en práctica del
procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
1 a 6, comportando:
- -
- medios para excavar una zanja (14) con medios para desenrollar el conducto de instalación (1);
- -
- medios de empuje (4) del cable eléctrico (2) dentro del conducto de instalación (1), comportando por lo menos una unidad de empuje (4a, 4b, 4c) que comporta dos cadenas (20) superpuestas que girar en sentidos inversos, y que sujetan el cable eléctrico (2) a fin de empujarlo dentro del conducto de instalación;
- -
- medios para inyectar el fluido dentro del conducto de instalación (1), comportando un órgano de admisión (22) de dicho fluido y un órgano de estanqueidad (50) con el cable (2) durante el empuje.
8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
7, caracterizado por el hecho de que los medios de empuje (4)
comprende tres unidades de empuje (4a, 4b, 4c) asociadas en serie,
dispuestas una detrás de otra para hacer avanzar el cable eléctrico
(2).
9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
7, caracterizado por el hecho de que cada cadena (20) de la
unidad de empuje está constituida por un conjunto de eslabones (25)
cuyo perfil exterior presenta nervaduras (30) sensiblemente
transversales al sentido de avance de la cadena (20) a fin de
agarrar el cable eléctrico (2).
10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
9, caracterizado por el hecho de que las nervaduras (30)
tienen una forma sensiblemente semicilíndrica a fin de aumentar su
superficie de contacto con el cable eléctrico (2).
11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
9, caracterizado por el hecho de que las nervaduras (30)
presenta, en el sentido de avance de la cadena (20), un perfil cuya
sección transversal comporta respectivamente una cara posterior
inclinada (30c), una cumbre plana (30b) y una cara frontal abrupta o
vertical (30a).
12. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado por el hecho de
que los medios de empuje (4) están adaptados para arrastrar un cable
(2) de sección transversal circular o un conjunto de tres cables
retorcidos.
13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
7, caracterizado por el hecho de que comprende medios para
gobernar y sincronizar la velocidad de circulación de las cadenas
(20) de la unidad de empuje (4a, 4b, 4c) con la velocidad de
rotación correspondiente al desenrollado del cable eléctrico (2)
dispuesto en el torno (5).
14. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
7, caracterizado por el hecho de que el cable instalado es un
cable retorcido (45), estando el órgano de estanqueidad dispuesto
para ser atravesado por el cable y para constituir un mamparo
estanque al fluido de transporte, y siendo accionado en rotación por
dicho cable durante el desplazamiento del citado
cable.
cable.
15. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
14, caracterizado por el hecho de que el órgano de
estanqueidad (50) comprende una junta estanca (57) provista de una
abertura (51) con por lo menos dos lóbulos (52, 53) de forma
complementaria al contorno exterior del cable retorcido (45).
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