ES2836795T3 - Instalación de distribución con limitador de arco de luz parásita - Google Patents

Abstract

Instalación de distribución de media tensión con al menos un espacio de conexiones de cables (1, 2) y con al menos un panel de distribución (5) aislado por gas, encapsulado y que presenta interruptores y barras colectoras, en la cual tanto el panel de distribución (5) como el espacio de conexiones de cables (1, 2) están equipados con un limitador de arco de luz parásita para el disparo rápido de un interruptor de puesta a tierra en caso de producirse un arco de luz parásita, caracterizada por al menos un encapsulamiento resistente a la presión formado por paredes de carcasa que circundan uno o varios espacios de conexiones de cables (1, 2), en el que los espacios de conexiones de cables (1, 2) encapsulados permanecen cerrados herméticamente, incluso en caso de un arco de luz parásita, y en la que dentro del encapsulamiento resistente a la presión están previstos medios de un limitador de arco de luz parásita para disparar un interruptor de puesta a tierra.

Description

DESCRIPCIÓN

Instalación de distribución con limitador de arco de luz parásita

La invención se refiere a una instalación de distribución de media tensión con al menos un espacio de conexiones de cables y con al menos un panel de distribución aislado por gas, encapsulado que presenta interruptores y barras colectoras, en la cual tanto el panel de distribución como el espacio de conexiones de cables están equipados con un limitador de arco de luz parásita para el disparo rápido de un interruptor de puesta a tierra en caso de producirse un arco de luz parásita.

De la solicitud de patente alemana DE3606770A1 se conoce una instalación de distribución de media tensión con un limitador de arco de luz parásita. Para la limitación de arcos de luz parásita, paneles de distribución aislados por gas, encapsulados de la instalación de distribución presentan al menos una sección o parte de pared flexible que a través de un varillaje está unida a accionamientos por acumulador de fuerza de interruptores de puesta a tierra. Los interruptores de puesta a tierra sirven al mismo tiempo de cortocircuitadores. En caso de un arco de luz parásita, la energía del arco voltaico o la sobrepresión generada por el arco voltaico conducen a un movimiento de la parte de pared flexible, por lo que se acciona el varillaje y de esta manera se disparan los accionamientos por acumulador de fuerza, de manera que se encienden todos los interruptores de puesta a tierra y, de esta manera, independientemente del lugar del arco voltaico, la alimentación de energía se cortocircuita en todo caso de manera segura. Al mismo tiempo, se interrumpe el establecimiento del arco voltaico, de manera que el choque de presión y la energía térmica liberada a continuación son notablemente más débiles.

Como resultado, por tanto, en caso de un arco de luz parásita se evita que del panel de distribución salgan productos de descomposición de arco de luz parásita.

Para minimizar en una instalación de distribución de media tensión de este tipo adicionalmente las consecuencias de cargas disruptivas o contactos a tierra fuera del panel de distribución encapsulado, especialmente los efectos resultantes del arco voltaico resultante, en el documento DE3728235A1 se propone encapsular también el panel de distribución de cables y proveer el encapsulamiento para la limitación de arcos de luz parásita con una zona móvil en función de la presión, que está unida a un disparador que acciona un interruptor de puesta a tierra. Como zona móvil en función de la presión se propone especialmente una chapaleta pivotante en una pared exterior del panel de distribución de cables, que está unida, a través de un varillaje de cables, a un disparador del interruptor de puesta a tierra.

El documento DE4111586A1 igualmente describe una instalación de distribución con una zona de conexiones de cables que está equipada con una chapaleta de presión que abre hacia el lado exterior de la carcasa, para permitir una descarga de presión en caso de perturbación.

Por lo tanto, un arco de luz parásita en el panel de distribución o la caja de distribución no tiene repercusiones hacia fuera, y también las repercusiones de un posible arco de luz parásita en la zona de conexiones (el o los paneles de distribución de cables) hacia fuera, en cuanto a la presión y a gases térmicos, son reducidas por la limitación de arcos de luz parásita.

Para reducir en caso de un arco de luz parásita en el panel de distribución de cables la presión originada, además se conoce el modo de cerrar el panel de distribución de cables de la instalación de distribución de media tensión por ejemplo con una pantalla terminal que en caso de perturbación se deforma a causa de la onda de presión originada y se abre de forma guiada, de manera que la presión puede escapar de forma selectiva. Para ello, la pantalla terminal está fijada con articulaciones o elementos flexibles, por ejemplo cintas, a una abertura en la pared lateral del panel de distribución de cables, y en los puntos de unión están dispuestos elementos de resorte que actúan contra el sentido de apertura. Con una reducción de presión selectiva de este tipo, las personas en el entorno de la instalación de distribución de media tensión quedan protegidas de manera segura contra el efecto de una onda de presión explosiva.

No obstante, existe la necesidad de seguir minimizando la presión que en un caso de perturbación actúa sobre el entorno de una instalación de distribución de media tensión, para reducir las fuerzas que de una onda de presión debilitada actúan sobre las paredes del espacio y, por tanto, el esfuerzo al que se ve sometido el edificio.

Un objetivo de la invención consiste en satisfacer esta necesidad. Este objetivo se consigue con una instalación de distribución de media tensión del tipo mencionado al principio según la reivindicación 1 mediante al menos un encapsulamiento resistente a la presión para al menos uno de los espacios de conexiones de cables, estando previsto dentro del encapsulamiento resistente a la presión medios de un limitador de arco de luz parásita para disparar un interruptor de puesta a tierra.

Por “interruptor” se entienden aquí especialmente uno o varios interruptores seccionadores o interruptores de potencia.

Por “limitador de arco de luz parásita” se entienden aquí y en lo sucesivo medios que en caso de producirse un arco de luz parásita o en caso de un aumento de presión causado por la formación de un arco de luz parásita ponen a tierra todos los conductores en el espacio en el que se produce el aumento de presión, por el hecho de que disparan los interruptores de puesta a tierra que están previstos para la puesta a tierra de los conductores y que se pueden encontrar en este espacio, pero también en otro espacio. Para ello, los interruptores de puesta a tierra preferentemente están equipados con un acumulador de fuerza que puede ser disparado por un disparador, por ejemplo por el hecho de que una espiga para bloquear un trinquete se remueve de su posición de bloqueo. En este contexto es posible prever también varios disparadores para un acumulador de fuerza de un interruptor de puesta a tierra, cuyo accionamiento dispare el acumulador de fuerza independientemente del accionamiento de otros disparadores.

Por “encapsulamiento resistente a la presión” se entiende aquí una realización de paredes de carcasa que circundan uno o varios espacios encapsulados, en la que el o los espacios encapsulados se mantienen cerrados de forma totalmente hermética incluso en caso de un arco de luz parásita y no está prevista ninguna descarga de presión, por ejemplo mediante una chapaleta de descarga de presión que se abre en caso de establecerse la presión y que permite la salida de la onda de presión al entorno de la instalación de distribución. El encapsulamiento resistente a la presión en el sentido de la invención solicitada puede comprender uno o varios paneles de distribución de cables para la entrada y/o la salida de cables de y a la instalación de distribución de media tensión. También puede comprender secciones de espacio adicionales. En el sentido de la invención, pueden estar encapsulados de forma resistente a la presión algunos o todos los paneles de distribución de cables en sí, o varios paneles de distribución de cables, dado el caso, junto con una o varias secciones de espacio adicionales.

La esencia de la invención consiste en realizar la instalación de distribución de media tensión de tal forma que la carcasa del espacio de conexiones de cables resista a una onda de presión originada en caso de un arco de luz parásita, de manera que los gases originados por el arco de luz parásita inicialmente no pueden escapar de la instalación, limitándose la presión dentro del espacio de conexiones de cables de tal forma que los conductores de la instalación de distribución de media tensión se ponen a tierra aún durante el establecimiento del arco de luz parásita y de esta manera se interrumpe precozmente el establecimiento de una onda de presión.

Como medio de un limitador de arco de luz parásita para disparar un interruptor de puesta a tierra entran en consideración, entre otros, los sensores de presión capaces de detectar un aumento de presión y de emitir en caso de excederse una presión determinada o un ascenso determinado de un aumento de presión una señal a un accionador para disparar el interruptor de puesta a tierra.

En una forma de realización preferible de la invención, en el espacio de conexiones de cables está prevista una pared intermedia con una chapaleta de sensor que abre bajo la acción de una onda de presión y que está acoplada a al menos un disparador de un interruptor de puesta a tierra para la limitación de arcos de luz parásita. En esta forma de realización preferible, el interruptor de puesta a tierra se dispara de forma mecánica, siendo transmitido el movimiento de la chapaleta de sensor al disparador por ejemplo a través de un cable de tracción o un varillaje de tracción o de presión. Este tipo de disparo de interruptores de puesta a tierra se ha acreditado durante muchos años. Pero el disparador también se puede disparar de forma eléctrica, por ejemplo si por la chapaleta de sensor que se mueve se acciona un interruptor eléctrico que entonces enciende por ejemplo un imán elevador eléctrico, por el que se acciona el disparador del interruptor de puesta a tierra.

En esta forma de realización, cada panel de distribución de cables individual de la instalación de distribución de media tensión según la invención puede estar encapsulado de forma resistente a la presión. Las paredes de cada panel de distribución de cables están realizadas entonces como encapsulamiento resistente a la presión.

La pared intermedia puede dividir el espacio de conexiones de cables completamente en dos espacios, aunque no es obligatorio. Preferentemente, la pared intermedia está provista de una abertura de descarga de presión. A causa de una onda de presión originada al producirse el arco de luz parásita la chapaleta de sensor deja libre una abertura al espacio que, visto desde la onda de presión, está situado detrás de la pared intermedia, de manera que puede producirse una compensación de presión comparativamente rápida entre los espacios divididos por la pared intermedia. Sin embargo, la compensación de presión puede acelerarse aún más por la abertura de descarga de presión (permanente). La abertura de descarga de presión no se opone a la funcionalidad de la chapaleta de sensor, ya que la onda de presión abre la chapaleta en todo caso antes de que se haya producido una compensación de presión entre los espacios.

En otra forma de realización preferible de la invención, el encapsulamiento resistente a la presión está previsto para dos o más espacios de conexiones de cables contiguos. Por lo tanto, no es necesario realizar de forma encapsulada las paredes de separación previstas entre espacios contiguos, de manera que se reducen sus costes de fabricación. En esta forma de realización además puede resultar conveniente si están previstas dos o más chapaletas de sensor en una o varias paredes de separación entre espacios de conexiones de cables contiguos. Si por ejemplo está previstos solo dos espacios de conexiones de cables contiguos para la entrada de cables y la salida de cables, se pueden abrir una chapaleta de sensor del primer espacio de conexiones de cables al segundo espacio de conexiones de cables y la segunda chapaleta de sensor del segundo espacio de conexiones de cables al primer espacio de conexiones de cables. De esta manera, los espacios de conexiones de cables existentes pueden aprovecharse mutuamente para la entrada de cables y la salida de cables. Además, por ejemplo, la salida de cables en el panel de transformador puede integrarse como espacio contiguo adicional en el encapsulamiento. Si tres espacios que han de ser encapsulados juntos se encuentran unos al lado de otros, en las paredes de separación entre los espacios puede estar prevista respectivamente una chapaleta de sensor que se abra desde el espacio respectivamente exterior hacia el espacio central, y está prevista al menos una chapaleta de sensor adicional que se abre desde el espacio central hacia uno de los dos espacios exteriores. Esta forma de realización ofrece la ventaja especial de que los gases originados en un espacio de conexiones de cables a causa del arco de luz parásita pueden distribuirse entre varios espacios, de manera que es menor la descarga de presión dentro del encapsulamiento.

Como en las paredes intermedias dentro de espacios de conexiones de cables, en las paredes de separación de espacios de conexiones de cables contiguos, encapsulados juntos, puede resultar conveniente prever aberturas de compensación de presión para la compensación de presión entre los espacios.

En una forma de realización preferible alternativamente de la instalación de distribución de media tensión según la invención, dentro del encapsulamiento resistente a la presión está previsto un espacio adicional, presentando todos los espacios de conexiones de cables dentro del encapsulamiento resistente a la presión respectivamente al menos una chapaleta de sensor que abre hacia el interior del espacio interior. Un espacio adicional de este tipo puede estar previsto dentro del encapsulamiento resistente a la presión, por ejemplo detrás o debajo de espacios de conexiones de cables dispuestos unos al lado de otros. También en esta forma de realización, existe la ventaja de que los gases originados por el arco de luz parásita pueden distribuirse a un espacio adicional y por tanto es menor la carga de presión en el panel de distribución de cables en el que se ha originado el arco de luz parásita.

Como resultado, los gases originados en el espacio de conexiones de cables en caso de perturbación no escapan directamente de la instalación. Más bien, los gases permanecen en el espacio de conexiones de cables y entonces, especialmente en un momento después de que se ha extinguido el arco de luz parásita, pueden escapar de la instalación de forma controlada. Para ello, en una forma de realización de la invención puede estar prevista al menos una válvula accionada de forma manual o automática para dejar salir sobrepresión del espacio encapsulado adicional y/o del o de los espacios(s) de conexiones de cables.

Para evitar además de manera segura que las paredes del o de los espacios de conexiones de cables se expandan en caso de arco de luz parásita y por ello se extienda una onda de presión, aunque sea pequeña, en el espacio que circunda la instalación de distribución, las paredes para el encapsulamiento resistente a la presión del al menos un espacio de conexiones de cables puede estar especialmente reforzados y preferentemente previstos con nervios de refuerzo.

Pero no es imprescindible una válvula para reducir la sobrepresión después de un caso de perturbación. Alternativamente o adicionalmente a la válvula puede estar realizado un acceso para un espacio de conexiones de cables con una pared resistente a la presión que está fijada de forma removible a un marco previsto para ello del espacio de conexiones de cables, estando dispuesta entre la pared y el marco una junto que estando fijada la pared está resistente a la presión. Cuando se suelta poco a poco la fijación de la pared al marco, la junta pierde su efecto, de manera que la presión puede reducirse de forma controlada, sin que por ello actúe una onda de presión sobre el edificio.

Para mantener lo más reducido posible el gasto técnico, resulta conveniente si un interruptor de puesta a tierra previsto en el panel de distribución pueda ser disparado por todos los sensores de presión de los espacios de conexiones de cables en función de la presión. Además, resulta conveniente si para un interruptor de puesta a tierra están previstos diferentes disparadores que disparen el interruptor de puesta a tierra independientemente entre sí, de manera que los disparadores no se estorben o se retrasen mutuamente en su acción.

En lo sucesivo, la invención se explica en detalle con la ayuda de figuras, en las que está representado en principio un ejemplo de realización preferible de la invención.

Muestran

la figura 1 una vista frontal de una instalación de distribución de media tensión según la invención,

la figura 2 una sección transversal de la instalación de distribución de media tensión representado en la figura 1, a lo largo del plano de sección B-B,

la figura 3 una vista en planta desde arriba de la instalación de distribución de media tensión representada en la figura 1,

la figura 4 una sección transversal más detallada del panel de distribución de cables representado en la figura 2, y

la figura 5 otra sección transversal del panel de distribución de cables representado en la figura 4 con una vista en planta desde arriba de una pared intermedia.

La instalación de distribución de media tensión representada en las figuras 1 a 3 presenta dos paneles de distribución de cables 1, 2 para una entrada de cables y una salida de cables así como un panel de transformador 6 respectivamente con conexiones 31, 32, 33 para respectivamente tres conductores de fase 4, así como un panel de distribución 5 que se extiende sustancialmente a través del ancho completo de la instalación. El panel de distribución 5 está encapsulado de forma resistente a la presión, es decir que incluso bajo una presión interior elevada permanece cerrado después de un caso de perturbación y los gases originados en caso de un arco de luz parásita no salen del panel de distribución.

Los espacios de conexiones de cables 1, 2 igualmente están encapsulados de forma resistente a la presión, de manera que permanecen cerrados incluso bajo una presión interior elevada y se impide la salida de la instalación de gases originados en caso de arco de luz parásita. Para ello, las paredes exteriores de cada panel de distribución de cables 1, 2 están soldadas entre sí, a excepción de accesos a los espacios de conexiones de cables 1, 2.

El grosor de las paredes para el encapsulamiento resistente a la presión puede estar adaptado a la potencia de arco de luz parásita esperada en caso de un arco de luz parásita y estar adaptado de manera correspondiente al choque de presión esperado, para que se reduzca o se impida totalmente un bombeado de las paredes en caso de un aumento de presión dentro de uno de los espacios de conexiones de cables. Alternativamente o adicionalmente a ello, las paredes para el encapsulamiento resistente a la presión pueden estar reforzadas adicionalmente mediante nervios de refuerzo.

Como acceso al respectivo espacio de conexiones de cables 1, 2, en su lado delantero está prevista una pared 11, 12 resistente a la presión que está fijada respectivamente de forma removible a un marco 13 previsto para ello del espacio de conexiones de cables 1, 2, estando dispuesta entre la pared 11, 12 y el marco 13 una junta (no representada), por ejemplo una junta de goma, que estando fijada la pared 11, 12 es resistente a la presión. Las paredes 11, 12 están fijadas al marco a través de varios, en el ejemplo de realización representado, respectivamente seis pernos de cierre 14. Si los pernos de cierre 14 se sueltan con cuidado sucesivamente después de un caso de perturbación en el espacio de conexiones de cables, el gas puede escapar poco a poco y la sobrepresión puede reducirse de forma comparativamente lenta. Dado que la reducción de la presión se realiza lentamente, el edificio en el que se hace funcionar la instalación de distribución de media tensión ya no se ve sometido a ningún esfuerzo. Las esquinas de la abertura cubierta por la pared 11, 12 resistente a la presión están redondeadas y el asiento de junta está realizado de manera correspondientemente redonda, de manera que la junta no pierde su estanqueización a causa de un plegado o una dobladura.

Con respecto al panel de distribución 5, los espacios de conexiones de cables 1, 2 están estanqueizados opcionalmente por el hecho de que las paredes de los espacios de conexiones de cables están soldadas a las del panel de distribución, o a través de una masa adhesiva viscosa que resiste la presión esperada en caso de un arco de luz parásita.

En un espacio 15 de la instalación de distribución de media tensión delante del panel de distribución 5 y por encima de los espacios de conexiones de cables 1, 2 están previstos medios (no representados) para la limitación de arcos de luz parásita, como se explicará en detalle a continuación.

Especialmente en las figuras 4 y 5 se puede ver que en los espacios de conexiones de cables 1, 2 están previstas paredes intermedias 17 que discurren paralelamente al lado frontal y que dividen el panel de distribución de cables respectivamente en un espacio delantero 18a y un espacio trasero 18b. En las paredes intermedias 17 están insertadas chapaletas de sensor 19. Cada una de las chapaletas de sensor 19 está acoplada mecánicamente la los disparadores (no representados) de interruptores de puesta a tierra (no representados), de tal forma que los interruptores de puesta a tierra se disparan en caso de un arco de luz parásita en uno de los espacios de conexiones de cables 1, 2, mediante la apertura de la chapaleta de sensor 19, y se ponen a tierra los conductores 4, de manera que queda interrumpido el establecimiento del arco de luz parásita.

Para hacer posible una compensación de presión rápida entre los dos espacios 18a y 18b dentro de un panel de distribución de cables 1, 2 , en cada pared intermedia está prevista una abertura de descarga de presión 21 adicional.

Habitualmente, los interruptores de puesta a tierra en este tipo de instalaciones de distribución de media tensión aislados por gas están dispuestos en el panel de distribución 5. Para que los interruptores de puesta a tierra puedan dispararse por un movimiento de una de las chapaletas de sensor 19, en el espacio 15 está previsto un accionamiento a resorte enclavado en punto muerto que enciende los interruptores de puesta a tierra, a través de un árbol que pasa por el encapsulamiento del panel de distribución 5, en cuanto está desenclavado el enclavamiento. El enclavamiento en punto muerto puede ser desenclavado por las chapaletas de sensor 19. Para ello, están previstos cables de tracción, uno de cuyos extremos está fijado al enclavamiento en punto muerto y cuyo otro extremo está fijado al extremo libre de una chapaleta de sensor 19 respectivamente. El respectivo cable de tracción pasa a lo largo de la pared intermedia y del techo de un espacio de conexiones de cables 1, pasando por un paso estanqueizado, del espacio de conexiones de cables 1, 2 al espacio 15. Para la estanqueización, el paso del espacio de conexiones de cables 1, 2 al espacio 15 está cerrado con una masa de estanqueización viscosa, siendo la masa de estanqueización adecuada para garantizar el encapsulamiento hermético del panel de distribución aislado por gas, habitualmente accionado con sobrepresión.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Instalación de distribución de media tensión con al menos un espacio de conexiones de cables (1, 2) y con al menos un panel de distribución (5) aislado por gas, encapsulado y que presenta interruptores y barras colectoras, en la cual tanto el panel de distribución (5) como el espacio de conexiones de cables (1, 2) están equipados con un limitador de arco de luz parásita para el disparo rápido de un interruptor de puesta a tierra en caso de producirse un arco de luz parásita, caracterizada por al menos un encapsulamiento resistente a la presión formado por paredes de carcasa que circundan uno o varios espacios de conexiones de cables (1, 2), en el que los espacios de conexiones de cables (1, 2) encapsulados permanecen cerrados herméticamente, incluso en caso de un arco de luz parásita, y en la que dentro del encapsulamiento resistente a la presión están previstos medios de un limitador de arco de luz parásita para disparar un interruptor de puesta a tierra.

2. Instalación de distribución de media tensión según la reivindicación 1, caracterizada por que en el espacio de conexiones de cables (1, 2) está prevista una pared intermedia (17) con una chapaleta de sensor (19) que se abre bajo la acción de una onda de presión y que está acoplada a al menos un disparador de un interruptor de puesta a tierra para la limitación de arcos de luz parásita.

3. Instalación de distribución de media tensión según la reivindicación 2, caracterizada por al menos una abertura de compensación de presión (21) adicional en la pared intermedia (17).

4. Instalación de distribución de media tensión según la reivindicación 1, caracterizada por que está previsto un encapsulamiento resistente a la presión para dos o más espacios de conexiones de cables (1, 2) contiguos.

5. Instalación de distribución de media tensión según la reivindicación 4, caracterizada por que están previstas una o varias chapaletas de sensor (19) en una o varias paredes de separación entre espacios de conexiones de cables (1, 2) contiguos.

6. Instalación de distribución de media tensión según la reivindicación 5, caracterizada por al menos una abertura de compensación de presión en la o las paredes de separación.

7. Instalación de distribución de media tensión según una de las reivindicaciones 2 a 6 , caracterizada por que dentro del encapsulamiento resistente a la presión está previsto un espacio (18b) adicional y porque todos los espacios de conexiones de cables (1, 2) presentan dentro del encapsulamiento resistente a la presión cada uno de ellos al menos una chapaleta de sensor (19) que se abre hacia el interior del espacio (18b) adicional.

8. Instalación de distribución de media tensión según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que las paredes para el encapsulamiento resistente a la presión del al menos un espacio de conexiones de cables (1, 2) están reforzadas y especialmente provistas de nervios de refuerzo.

9. Instalación de distribución de media tensión según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por al menos una válvula accionada de forma manual o automática para dejar salir sobrepresión del espacio (18b) adicional encapsulado y/o del o de los espacios de conexiones de cables (1, 2).

10. Instalación de distribución de media tensión según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que el acceso para un espacio de conexiones de cables (1, 2) se realiza con una pared (11, 12) resistente a la presión que está fijada de forma removible a un marco (13) previsto para ello del espacio de conexiones de cables (1, 2), estando dispuesta entre la pared (11, 12) y el marco (13) una junta que estando fijada la pared (11, 12) es resistente a la presión.

11. Instalación de distribución de media tensión según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que un interruptor de puesta a tierra unido al panel de distribución puede ser disparado por medios, previstos en los espacios de conexiones de cables (1, 2) encapsulados de forma resistente a la presión, del o de los limitadores de arco de luz parásita.