ES2255743T3 - Manguito aislante. - Google Patents

Abstract

Un manguito aislante para aplicar entre un conductor eléctrico y un depósito de un transformador u otro cuerpo equivalente, del tipo para baja tensión (1 a 3kV y corrientes de 100 a 6.500 A), que comprende una pieza (19) a exponer al aire que está acoplada a una pieza (29) a disponer dentro del depósito; las piezas se cruzan axialmente mediante una traviesa (156) que actúa como un conductor eléctrico, comprendiendo la pieza a exponer al aire envuelto sobre la traviesa, un revestimiento (22), una guarnición anular (23(, un cuerpo de aislamiento exterior (24) y una guarnición (28) a disponer entre el cuerpo de aislamiento y el depósito del transformador en una abertura (14) provista en su interior; comprendiendo la pieza (29) a disponer en el interior del depósito un cuerpo de aislamiento interno (30) que penetra entre el cuerpo de aislamiento externo (24) y una pieza que está acoplada rígidamente a la traviesa; siendo el revestimiento y cada uno de los cuerpos de aislamiento externo e interno de plástico.

Description

Manguito aislante.

La presente invención se refiere a un manguito aislante del tipo utilizado para bajos voltajes (1 a 3 kV) y para corrientes de 100 a 6500 amperios de intensidad, que han de aplicarse, por ejemplo, a la cuba de un transformador.

Es bien conocido que los manguitos aislantes permiten a un conductor eléctrico activo pasar a través de un obstáculo, constituido por ejemplo por la cuba de un transformador, asegurando un cierre hermético, en términos de tensión eléctrica, entre el extremo libre del conductor y el punto donde el manguito aislante se fija en la cuba, con valores que son suficientemente altos con respecto a los valores operativos.

Los manguitos aislantes están actualmente constituidos por un tirante que actúa como un conductor eléctrico, pasa en sentido axial a través de una parte aislante expuesta al aire y situada fuera de la cuba y a continuación, se inserta y pasa a través de una abertura formada en la superficie de la cuba con una parte aislante dispuesta dentro de dicha cuba.

Es conocido que las partes aislantes están adecuadamente acopladas entre sí.

En una forma de realización convencional, las partes aislantes del manguito aislante, tanto la que permanece dentro de la cuba como la que está dispuesta en el exterior, son de material cerámico, preferentemente porcelana.

De hecho, la porcelana presenta características adaptadas para el aislamiento, porque garantiza una alta rigidez, una resistencia mecánica adecuada así como una buena resistencia a las variaciones de la temperatura.

De hecho, es muy importante que el aislamiento eléctrico nunca falle sea cuales fueren las condiciones medioambientales (polvos, residuos de carbón, atmósferas contaminadas) y del tiempo atmosférico (niebla, lluvia, humedad, etc.).

A este respecto, es importante resaltar que el material cerámico se utiliza en una mezcla que está diseñada adecuadamente desde el punto de vista de la composición y del tratamiento térmico al que se debe someter.

Cuanto más altas son las temperaturas alcanzadas durante el tratamiento de cocción, tanto mejor será la rigidez del material, pero tanto menor será la resistencia a las variaciones de la temperatura y viceversa.

Además, es muy importante cubrir el producto terminado con una capa de barniz de vidriado, de tal modo que su superficie sea adecuadamente lisa, lo cual facilita el autolavado del manguito aislante cuando llueve.

Lamentablemente, sin embargo, la capa debe presentar el mismo coeficiente de dilatación que la porcelana y, de no ser así, en el transcurso del tiempo, tienden a formarse grietas superficiales que pueden dar lugar a la rotura del manguito aislante cuando se hacen profundas.

Esta explicación preliminar es necesaria para subrayar el hecho de que los materiales cerámicos que han de utilizarse para el aislamiento eléctrico son actualmente bastante caros y no suelen estar fácilmente disponibles.

Lamentablemente, sin embargo, las características mecánicas y eléctricas de los materiales utilizados son de muy baja calidad y esto puede comprometer gravemente el aislamiento y la duración del manguito aislante durante su uso.

Además, en los manguitos aislantes convencionales deben comprobarse periódicamente y sustituirse todas las juntas obturadoras de sellado, puesto que dichas juntas obturadoras, que en la práctica están comprimidas entre los componentes mutuamente apilados del manguito aislante, están directamente expuestas a la acción de la intemperie.

Otro inconveniente que afecta a los manguitos aislantes convencionales está asociado con el gran número de componentes necesarios para su configuración estándar; esto trae consigo, de hecho, una cierta complejidad para el usuario en las operaciones de montaje y desmontaje.

Después de todo, la fragilidad de las partes aislantes de material cerámico tampoco se pueden ignorar.

Dichas partes requieren, de hecho, un especial cuidado por parte del usuario cada vez que tengan que manipularse. Sin embargo, es conocido un documento de la técnica anterior (EP 0 678 879) relativo a un manguito aislante según la parte precaracterizadora de la reivindicación 1.

El objetivo de la presente invención es un manguito aislante, que resuelve los inconvenientes indicados anteriormente de los tipos convencionales.

En consecuencia, un objetivo primario de la presente invención es un manguito aislante del tipo para bajos voltajes, con valores comprendidos entre 1 y 3 kV y para corrientes de intensidades comprendidas entre 100 y 6.500 amperios, que se puedan manipular sin necesidad de un cuidado particular y que, al mismo tiempo, asegure mejores características de aislamiento con respecto a las proporcionadas por los manguitos aislantes convencionales.

Otro objetivo importante de la presente invención es un manguito aislante que se puede obtener montando un número de componentes más pequeño que para los tipos convencionales.

Otro objetivo es un manguito aislante que permite simplificar considerablemente todas las operaciones para su montaje y su desmontaje.

Otro objetivo consiste en un manguito aislante que no necesita ningún mantenimiento particular.

Otro objetivo es un manguito aislante para bajos voltajes que se puede obtener a un coste notablemente más bajo que los modelos convencionales.

Otro objetivo consiste en un manguito aislante cuya configuración constructiva se puede obtener, en la práctica, recurriendo a procesos en sí mismos conocidos.

Otro objetivo de la presente invención es un manguito aislante que garantiza una mayor resistencia al impacto que los tipos convencionales y de este modo, se puede manipular sin requerir ninguna atención ni cuidado especial.

Este objetivo y otros, que se pondrán de manifiesto, se alcanzan mediante un manguito aislante según la reivindicación 1.

Otras características y ventajas de la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de una forma de realización preferida, ilustrada únicamente a título de ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1 es una vista frontal de un transformador eléctrico en el que están instalados los manguitos aislantes mejorados según la invención;

la Figura 2 es una vista en perspectiva de un manguito aislante mejorado según la presente invención; y

la Figura 3 es una vista en perspectiva de una sección parcial del manguito aislante ilustrado en la Figura 2.

Con referencia a las Figuras anteriores, un transformador eléctrico se designa generalmente con la referencia numérica 10 y presenta una cuba con radiadores 11 a la que unos manguitos aislantes de alto voltaje 12 y unos manguitos aislantes de bajo voltaje designados generalmente por la referencia numérica 13, están fijados en la parte superior.

Cada uno de los manguitos aislantes de bajo voltaje 13 es del tipo para bajos voltajes (1 a 3 kV y corrientes de intensidades de 100 a 6.500 amperios) y está fijado a la parte superior de la cuba 11 en una abertura 14 formada en ella.

Cada manguito aislante 13 está conformado predominantemente alargado en sentido longitudinal y comprende un tirante metálico 15 que está dispuesto a lo largo del eje de alargamiento principal 16, actúa como un conductor eléctrico y presenta un extremo inferior roscado 17 y un extremo superior roscado
18.

El tirante 15, en la configuración de trabajo, presenta un extremo superior 18 que permanece fuera de la cuba y un extremo inferior 17 que, después de pasar a través de la abertura 14, permanece dentro de la cuba 11.

Cada manguito aislante 13 está provisto de una parte que queda expuesta al aire, que se designa generalmente por la referencia numérica 19 y está axialmente atravesado por el tirante 15.

La parte 19 expuesta al aire comprende tuercas 20 que están apiladas juntas y depositadas comenzando a partir del extremo superior 18 del tirante 15, están internamente roscadas y se unen por encima de una campana 22.

La campana presenta una forma sustancialmente de sombrilla y está perforada en su parte central, de tal modo que es atravesada por el tirante 15.

La campana 22 está realizada en plástico, preferentemente una mezcla constituida por un 70% de un material conocido como PBT (polibutileno tereftalato) y un 30% de fibra de vidrio y presenta excelentes características mecánicas en términos de resistencia al impacto y resistencia a la acción directa de la intemperie.

Evidentemente, en otras formas de realización equivalentes, la campana 22 puede estar realizado en un material diferente que presente características físicas y químicas equivalentes.

En una posición situada debajo de la campana 22, la parte aislante 19 queda expuesta al aire está provista de una junta obturadora anular 23 de un tipo conocido por sí mismo (véase Fig. 3) que, en este caso, presenta una sección transversal semicircular, con la parte plana dispuesta internamente en el tirante 15.

De este modo, la junta obturadora anular 23 asegura el cierre hermético en la dirección axial y al mismo tiempo, también en la dirección radial.

En particular, la campana 22 está adecuadamente biselada en la zona en contacto con la junta obturadora anular 23.

Por debajo de la junta obturadora anular 23 existe un cuerpo aislante exterior 24 que presenta una forma sustancialmente de campana y un orifico pasante central 25 a través del cual pasa el tirante 15.

Una prolongación tubular 26 sobresale, de forma monolítica, desde la parte inferior del cuerpo aislante exterior 24 y es coaxial con el orificio pasante 25. Sus dimensiones radiales son más pequeñas que la parte restante del cuerpo aislante exterior 24 y son sustancialmente complementarias con la abertura 14, de tal modo que se pueda insertar en la cuba 11.

El cuerpo aislante exterior 24 está fabricado de plástico y en esta configuración, se obtiene con una mezcla constituida por un 70% de poliamida y un 30% de fibra de vidrio.

De este modo, el cuerpo aislante exterior 24 presenta excelentes características en términos de resistencia a los impactos y a los efectos de la intemperie.

Evidentemente, en otras formas de realización constructiva equivalentes, el cuerpo aislante exterior 24 puede estar realizado en materiales diferentes a los citados anteriormente, siempre que presenten características mecánicas y químicas apropiadas.

En particular, el cuerpo aislante exterior 24 ha de apilarse contra la parte superior de la cuba 11 en una parte anular 27 que se delimita exteriormente por la forma de campana e interiormente por la prolongación tubular 26.

Una junta obturadora anular plana 28 se interpone entre la parte anular 27 y la cuba 11, fuera de la abertura 14 y presenta una sección transversal rectangular; su diámetro exterior es convenientemente más pequeño que la parte anular 27, de tal modo que la parte anular se convierte en un asiento de contención que le protege de la acción directa de la intemperie cuando, en la configuración operativa, se apila junto con los demás componentes de la parte 19 expuesta al aire del manguito aislante 13.

Además, el manguito aislante 13 comprende una parte dispuesta dentro de la cuba, que se designa por la referencia numérica 29 y está constituida por un cuerpo aislante interno 30 que presenta, en este caso, una estructura que, en su interior, presenta una sección transversal hexagonal sustancialmente hueca, de tal modo que permite la inserción de la prolongación tubular 26.

En una parte ascendente, el cuerpo aislante interior 30 ha de colocarse a tope contra la cara interior de la cuba 11, mientras que el extremo inferior está provisto de un fondo 31 que es monolítico y forma un plano que es perpendicular al eje principal longitudinal 16.

Una espiga tubular 32 sobresale monolíticamente desde el fondo 31 hacia el interior del cuerpo aislante 30 y se enrolla alrededor del extremo inferior roscado 17 del tirante 15.

La fijación del cuerpo aislante interior 30 al tirante 15 es especialmente estable gracias a la presencia de la rosca en el extremo inferior 17 rodeado por la espiga tubular 32.

Como alternativa, el agarre del cuerpo aislante interior 30 en el tirante 15 se puede asegurar proporcionando un punzonado adecuado en el tirante 15.

El cuerpo aislante interior 30, en esta forma de realización particular, está realizado en plástico mediante sobremoldeo en el troquel 15, de modo que el cuerpo y el troquel formen, en la práctica, una sola pieza.

En otros casos, el cuerpo aislante interior 30 puede estar provisto de una parte separada mediante moldeo.

En particular, el cuerpo aislante interior 30 está realizado, en este caso, en un material plástico que es resistente a los aceites utilizados dentro de las cubas 11 de los transformadores.

Si el cuerpo aislante interior 30 se forma por sobremoldeo del tirante 15, el manguito aislante 13 ya no necesita disponer de una arandela para fijarse al tirante mediante broncesoldadura, estañado o punzonado, con el fin de bloquear la parte aislante interior 29 en el extremo inferior 17.

Otra ventaja muy importante para el manguito aislante 13 se deriva del hecho de que la parte anular 27, que protege la junta obturadora anular plana 28, cuando se apila entre el cuerpo aislante exterior 14 y la cuba 11, se comprime y tiende a ensancharse.

De este modo, la junta obturadora anular 28, adecuadamente protegida por la parte anular 27, no resulta afectada por la acción de la intemperie y por lo tanto, no tiene que sustituirse a intervalos periódicos.

Análogamente, la campana 22 protege a la junta obturadora anular 23, cuya vida operativa puede, por lo tanto, ser mucho más larga que en los modelos de manguito aislante convencionales.

Es muy importante resaltar que la configuración del manguito aislante 13, descrita con la presente invención, presenta un número reducido de componentes con respecto a las configuraciones convencionales.

El material plástico utilizado para la fabricación de la campana 22, el cuerpo aislante exterior 24 y el cuerpo aislante interior 30 asegura unas características óptimas en términos de rigidez y resistencia a los impactos mecánicos.

Además, es importante destacar que dicho material plástico asegura una resistencia más satisfactoria a las variaciones térmicas y a los aceites de los transformadores.

Además de numerosas pruebas prácticas, los manguitos aislantes realizados según la presente invención aseguran realmente un mejor aislamiento eléctrico que los tipos convencionales.

Otra característica digna de resaltarse es que todas las partes aislantes están realizadas en material plástico, con tolerancias de tamaño mucho más pequeñas que las partes equivalentes que pueden fabricarse de material cerámico.

Por lo tanto, de este modo, las operaciones de montaje y desmontaje son mucho más prácticas y más rápidas de realizar, puesto que los componentes se pueden apilar con mayor facilidad.

En la práctica, se ha observado que la presente invención alcanza plenamente la finalidad perseguida y todos los objetos previstos.

Una importante ventaja deriva de que se dispone de un manguito aislante que se puede manipular sin necesitar un cuidado especial y al mismo tiempo asegura mejores características de aislamiento que los manguitos aislantes convencionales.

Otra ventaja importante consiste en que se dispone de un manguito aislante que se obtiene mediante el montaje de un número reducido de componentes con respecto a los tipos convencionales.

Otra ventaja consiste en que se da a conocer un manguito aislante que permite simplificar, de forma considerable, todas las operaciones de montaje y desmontaje.

Asimismo, otra ventaja de la presente invención consiste en que se da a conocer un manguito aislante que no necesita ningún mantenimiento especial gracias a las juntas obturadoras que están prácticamente protegidas contra la acción directa de la intemperie.

La presente invención ha dado a conocer un manguito aislante para bajos voltajes (1 a 3 kV) que se beneficia del hecho de que se puede obtener a un coste notablemente más bajo que los modelos convencionales.

Otra ventaja consiste en que se da a conocer un manguito aislante cuya configuración constructiva se obtiene, en la práctica, recurriendo a procesos en sí mismos conocidos.

Además, es importante destacar que el manguito aislante ideado y descrito asegura una mayor resistencia a los impactos que los tipos convencionales y, por lo tanto, se puede manipular sin necesitar ninguna atención o cuidado especial.

En particular, se puede obtener otra forma de realización preferida disponiendo, entre la parte anular 27 y dicha cuba 11, fuera de la abertura 14 y como alternativa a la junta obturadora anular plana 28, una junta de corcho-caucho plana del tipo incompresible.

Otra posible forma de realización se obtiene interponiendo una junta obturadora plana, por ejemplo de la clase obtenida de un material conocido como NBR (caucho de nitrilo), combinado con una junta obturadora de corcho-caucho, entre la parte anular 27 y la cuba 11.

Todos los detalles se pueden sustituir con otros elementos técnicamente equivalentes.

Los materiales utilizados, en tanto que sean compatibles con el uso contingente, así como con las dimensiones, pueden ser cualesquiera que cumplan los requisitos.

Cuando las características técnicas citadas en cualquier reivindicación estén seguidas por signos de referencia, dichos signos de referencia han sido incluidos con la única finalidad de aumentar la inteligibilidad de las reivindicaciones y, en consecuencia, dichos signos de referencia no tienen ningún efecto limitativo sobre la interpretación de cada elemento identificado, a título de ejemplo, por tales signos de referencia.

Claims (10)

1. Manguito aislante (13) destinado a ser aplicado entre un conductor eléctrico y una cuba (11) de un transformador (10) u otro cuerpo equivalente, del tipo para bajos voltajes, que comprende una parte (19) expuesta al aire que está acoplada a una parte dispuesta dentro de dicha cuba (29), estando dichas partes atravesadas en sentido axial por un tirante (15) que actúa como un conductor eléctrico y que presenta un extremo superior roscado (18) que permanece fuera de la cuba y un extremo inferior roscado (17) que, después de pasar a través de una abertura (14) de dicha cuba (11), permanece dentro de dicha cuba (11), comprendiendo dicha parte expuesta al aire (19), apilada en dicho tirante (15), una junta obturadora anular (23), una campana (22), un cuerpo aislante exterior (24) y una junta obturadora (28) dispuesta entre dicho cuerpo aislante exterior (24) y dicha cuba (11) del transformador (10) en una abertura correspondiente (14), comprendiendo dicha parte dispuesta dentro de la cuba (29) un cuerpo aislante interior (30) que se inserta entre dicho cuerpo aislante exterior y una parte que está rígidamente acoplada a dicho tirante (15), estando dicha campana (22) y cada uno de dichos cuerpos aislantes exteriores (24) e interiores (30) realizados en material plástico, caracterizado porque dicha campana (22) tiene una forma sustancialmente de sombrilla, de tal modo que cubre y protege a dicha junta obturadora anular (23) y dicho cuerpo aislante exterior (24), porque dicho cuerpo aislante exterior (24) presenta forma de campana y está provisto, en sentido axial, de un orificio pasante (25) y de una prolongación tubular (26) que sobresale desde el extremo inferior de la parte en forma de campana, presentando dicho cuerpo aislante exterior (24) un diámetro exterior que tiene una forma complementaria de dicha abertura (14) y del diámetro interior de dicho cuerpo aislante interior (30), y porque las tuercas (20) provistas en la parte (19) expuestas al aire del tirante (15) son adecuadas para comprimir los elementos apilados en dicho tirante (15).

2. Manguito aislante (13) según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho cuerpo aislante interior (30) se obtiene mediante sobremoldeo en el tirante (15) o como una parte separada por modelo.

3. Manguito aislante (13) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho cuerpo aislante interior (30) presenta una estructura tubular que ha de colocarse a tope, en una parte ascendente, contra la cara interior de la cuba (11) y presenta un extremo inferior que está provisto de un fondo (31) desde el cual sobresale una espiga tubular (32) de forma monolítica hacia dentro y rodea el extremo inferior (17) del tirante (15), formando dicha espiga la parte que está rígidamente acoplada al tirante.

4. Manguito aislante (13) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho cuerpo aislante interior (30) presenta una sección transversal hexagonal.

5. Manguito aislante (13) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho cuerpo aislante exterior (24) ha de apilarse contra dicha cuba (11) con una parte anular (27) que está exteriormente delimitada por la zona en forma de campana e interiormente delimitada por la prolongación tubular (26), estando dicha junta obturadora (28) interpuesta entre dicha parte anular (27) y dicha cuba (11).

6. Manguito aislante (13) según la reivindicación 5, caracterizado porque dicha junta obturadora (28) que está interpuesta entre dicha parte anular (27) y dicha cuba (11) es una junta obturadora de corcho-caucho.

7. Manguito aislante (13) según la reivindicación 5, caracterizado porque dicha parte anular (27) de dicho cuerpo aislante exterior (24) cubre completamente dicha junta obturadora (28).

8. Manguito aislante (13) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho cuerpo aislante interno (30) está realizado en un material plástico que es resistente a los aceites de los transformadores.

9. Manguito aislante (13) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho cuerpo aislante exterior (24) y dicho cuerpo aislante interior (30) están constituidos por aproximadamente un 70% de poliamida y aproximadamente un 30% de fibra de vidrio.

10. Manguito aislante (13) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha campana (22) está constituida por aproximadamente un 70% de un material conocido como PBT (polibutileno tereftalato) y aproximadamente un 30% de fibra de vidrio.