ES2864841T3 - Dispositivo de conexión entre equipos eléctricos de alta tensión - Google Patents
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Abstract
El dispositivo de conexión (10) permite la conexión eléctrica entre dos equipos eléctricos (3, 6), pudiendo estar ambos equipos (3, 6) aislados en un fluido o en un medio sólido, estableciéndose en dicha conexión eléctrica al menos un punto de conexión aéreo (24). El dispositivo (10) comprende un cuerpo alargado (7) en cuyo interior se encuentran encapsulados un conector (1) y un conductor (5), siendo el conector (1) acoplado por enchufe en sendos pasatapas tipo hembra (2) previstos al efecto en el primer equipo (3), y el conductor (5) conectado al segundo equipo (6) estableciendo en esta última conexión un punto de conexión aéreo (24), de forma que el dispositivo de conexión (10) garantiza una conexión eléctrica aislada y apantallada de un conductor a un equipo eléctrico.
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de conexión entre equipos eléctricos de alta tensión
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un dispositivo de conexión que permite la conexión eléctrica entre la barra colectora de un primer equipo eléctrico y un segundo equipo eléctrico, pudiendo estar ambos equipos aislados en un medio sólido o un medio fluido, tal como un gas o un líquido por ejemplo, comprendiendo dicha conexión eléctrica al menos un punto de conexión aéreo con el segundo equipo eléctrico, estando dicho dispositivo de conexión dotado de un conector que se aloja por enchufe en sendos casquillo tipo hembra proporcionados al efecto en el primer equipo eléctrico, manteniendo en todo momento la estanqueidad del acoplamiento, tanto mecánica como eléctricamente, impidiendo con ello que en la operación de acoplamiento de equipos eléctricos in situ se pierda el fluido de aislamiento.
Antecedentes de la invención
Como se sabe, equipos eléctricos de alta tensión tales como, por ejemplo, transformadores, celdas, etc., pueden comprender dispositivos eléctricos tales como, por ejemplo, interruptores, seccionadores, fusibles, equipos de medida, etc. Habitualmente estos equipos de alta tensión pueden emplear como medio de aislamiento bien un gas tal como aire o SF6, por ejemplo, un líquido o un medio sólido. También se sabe que la rigidez dieléctrica del gas es mayor que la del aire, por lo que las distancias entre fases en equipos aislados en gas son inferiores que en equipos aislados en aire y, en consecuencia, las dimensiones de los equipos aislados en aire son mayores.
Los equipos eléctricos de alta tensión en ocasiones son celdas modulares y transformadores que en instalaciones eléctricas tales como centros de transformación o distribución eléctrica, por ejemplo, en el caso de celdas, estas pueden ser instaladas una al lado de la otra, de forma que el acoplamiento eléctrico entre ellas se realiza mediante dispositivos de conexión que permiten la unión de celdas pared con pared.
Dicho acoplamiento eléctrico se realiza a través de las paredes laterales de las celdas, disponiendo para ello sendos casquillo tipo hembra montados previamente sobre la correspondiente celda, en concreto, tres casquillo tipo hembra en el caso de un sistema trifásico, estando los tres casquillo tipo hembra de una misma celda acoplados mediante una chapa metálica trifásica que hace de pantalla y disminuye el campo eléctrico a través de los propios casquillo tipo hembra, evitando la concentración de dicho campo en los bordes. Dicha chapa metálica está incorporada en los casquillo tipo hembra de resina epoxi, quedando acoplada a estos en el propio proceso de moldeo de los mismos, fijándose a la celda mediante soldadura a lo largo de todo su perímetro. En otros casos, estos casquillo tipo hembra se insertan por separado en sus respectivos agujeros realizados en al menos una pared de la celda, fijándolos finalmente a dicha pared mediante tornillería.
En ocasiones, dichos casquillo tipo hembra también se utilizan en la conexión entre una celda y un transformador, comprendiendo en este caso al menos uno de dichos equipos eléctricos dichos casquillo tipo hembra montados previamente a la conexión eléctrica entre los mismos, pudiendo estar montados en al menos una pared de la celda y/o en la tapa superior o en al menos una pared del transformador. Por ejemplo, el documento de patente WO2004012312A1 define este tipo de conexión.
El montaje de los casquillo tipo hembra en las celdas o en el transformador es una operación previa a la presurización en gas de dicha celda o al llenado de aceite de los transformadores, de forma que la unión celda -celda o celda - transformador in situ simplemente supone la operación de colocar las piezas de los equipos eléctricos uno al lado del otro y conectarlos eléctricamente por enchufe mediante el dispositivo de conexión.
En este sentido, se pueden citar ejemplos que definen dispositivos de conexión para el acoplamiento celda - celda o celda - transformador tales como, por ejemplo, WO0235668A1, ES2072177B1, ES2037590B1, ES2222809B1, EP1577994A1, WO2008087117A2, etc., en los que los compartimentos de los equipos eléctricos deben ser estancos debido a su medio de aislamiento.
De esta forma, mediante las soluciones de dispositivos de conexión entre equipos eléctricos aislados en un medio fluido, tal como un gas o un líquido, por ejemplo, tales como los mostrados en los ejemplos de patentes anteriores, se permite instalar celdas y transformadores de una forma modular, y además, se permite realizar la unión/desunión de equipos eléctricos in situ, sin que ello suponga la pérdida del medio de aislamiento contenido en dichos equipos eléctricos ni la desconexión de dichos equipos eléctricos de la red eléctrica.
Cuando el acoplamiento eléctrico entre equipos eléctricos supone una conexión eléctrica con al menos un punto de conexión aéreo tal como, por ejemplo, entre una celda de protección aislada en gas y una celda de medida aislada en aire, debido a la diferencia del medio de aislamiento empleado en cada una de ellas, es necesaria la utilización de un dispositivo de conexión particular para garantizar los requerimientos de aislamiento de las dos celdas. En este sentido, el medio o dispositivo de conexión empleado suele consistir habitualmente en un conector de cable apantallado que se conecta al casquillo tipo macho previamente instalado en la celda aislada en gas, tal y como se muestra en la Figura 2. Dicho sistema permite una conexión segura (aislada y apantallada) de un cable a una celda.
Por tanto, dicho sistema de conexión comprende por cada fase un casquillo tipo macho (19) que forma parte de la celda aislada en gas, un cable (20) y un conector (21). El casquillo tipo macho (19) está incorporado en una pared lateral de la celda con una parte en gas y la otra en aire, tal y como se muestra en la Figura 1. Dicho casquillo tipo macho (19) esta presurizado con la pared lateral de la celda aislada en gas mediante una junta estanca. El aislamiento sólido del cable (20) y el conector (21) aportan la resistencia de aislamiento requerida de la celda aislada en aire.
Como ejemplo de este tipo de conexión se pueden citar los documentos EP1160945A1, US2009159568A1, WO02101896A2, EP1160946A1, etc., que definen celdas aisladas en gas que comprenden una conexión mediante un conector de cable apantallado para el acoplamiento entre equipos aislados en gas y equipos aislados en aire. Este tipo de conexión mediante un conector de cable apantallado conlleva los siguientes inconvenientes:
- Las celdas aisladas en aire necesitan mayor espacio debido que el radio de curvatura de los cables es muy grande. Cuanto mayor es la sección del cable, mayor es dicho radio de curvatura, por lo que las dimensiones de las celdas aisladas en aire son mayores. En resumen, el empleo de este tipo de conexión conlleva gran cantidad de espacio.
- Los terminales de cable empleados en alta tensión son muy caros, por lo que dichas conexiones incrementan el coste total de las instalaciones.
- Las labores de montaje son complicadas y ello puede suponer la realización de malas conexiones que luego pueden afectar negativamente tanto a los propios equipos eléctricos como a los operarios.
- Los tiempos de ejecución de labores de montaje, mantenimiento, etc. conllevan más tiempo.
En este sentido, existen soluciones tales como las definidas en los documentos WO2010111808A1 y ES2311605T3, por ejemplo, en las que este tipo de conexión (conector de cable apantallado) se sustituye por otro tipo de conexión. La patente ES2311605T3 se refiere a una conexión de barra colectora de una celda aislada en gas con una celda de medida aislada en aire. La pared de la celda aislada en gas y la pared de la celda aislada en aire se encuentran una al lado de la otra. La pared de la celda aislada en gas comprende un casquillo tipo hembra por cada fase, en el que, cuando las celdas se conectan, se aloja un cuerpo de obturación (de caucho de silicona) que comprende un contacto de conexión (parcialmente incorporado) y un conductor redondo, encontrándose este cuerpo de obturación en la parte de la celda de medición y, por tanto, en un medio de aislamiento que es aire. El contacto de conexión comprende un taladro para alojar el conductor redondo y dicho contacto de conexión se acopla a dicho conductor mediante tornillos prisionero. Una vez realizada la conexión entre la celda aislada en gas y la celda aislada en aire, parte del contacto de conexión no incrustado en el cuerpo de obturación queda alojado en el interior de una pieza de contacto que forma parte del casquillo tipo hembra de la celda aislada en gas. Esta pieza de contacto para alojar el cuerpo de obturación es semicircular y el cuerpo de obturación está configurado de forma complementaria con un hueco esférico. El cuerpo de obturación está conformado en el lado de la celda aislada en aire, de tal manera que su forma constituye junto con un recubrimiento conductor exterior un perfil de control de campo comparable con un perfil de borda. El perfil de control de campo está configurado de tal manera que la longitud del cuerpo de obturación en el lado de la celda de medición aislada en aire comprende tres secciones de longitud con aproximadamente la misma longitud.
En resumen, tanto el casquillo tipo hembra como el cuerpo de obturación que se aloja en su interior comprenden una configuración geométrica particular, con el objetivo de obtener un control de campo eléctrico que garantice la exclusión de descargas eléctricas no deseadas. Este sistema de conexión de celdas puede conllevar el inconveniente de que la adición de celdas de medida u otro tipo de celdas aisladas en aire en instalaciones ya existentes que no dispongan de celdas aisladas en gas con este tipo de casquillo tipo hembra implique la necesidad de modificar las celdas aisladas en gas a las que se vayan a acoplar, lo cual supone la sustitución de las celdas existentes en las instalaciones o la modificación de las mismas, suponiendo en ambos casos labores de desmontaje y montaje, transporte de las celdas a fábrica, el vaciado y posterior llenado de las celdas con gas, etc., suponiendo todo ello un tiempo de ejecución importante, así como un coste elevado.
La solicitud de patente WO2010111808A1 se refiere a otro tipo de conexión de celdas, en el que el dispositivo de conexión consiste en un aislador que comprende una parte que se acopla a una celda aislada en gas y otra parte que se acopla a una celda aislada en aire. Dicho aislador forma parte de la celda aislada en gas, de forma que la celda aislada en gas no comprende ningún casquillo tipo hembra sino que el propio aislador se monta en su totalidad en la fábrica previamente a la presurización en gas de la celda. Por tanto, el aislador o dispositivo de conexión no es un elemento independiente a las celdas a acoplar. Esta característica, en caso de ampliación de una instalación de celdas existente conlleva el inconveniente de que las celdas aisladas en gas que vayan a ser acopladas con una celda nueva aislada en aire tengan que ser modificadas y adaptadas para este tipo de conexión, suponiendo el traslado de dichas celdas a la fábrica para dotarlas de dicho dispositivo de conexión, el vaciado/llenado con gas, etc., suponiendo todo ello un tiempo elevado para el restablecimiento de la instalación, así como un coste elevado. El otro lado del aislador o dispositivo de conexión comprende una cavidad con un diámetro decreciente hacia la parte central del aislador, adaptada para el alojamiento de una barra aislada que permite la conexión de la celda aislada en aire con una barra conductora incorporada en el aislador, que a su vez se conecta con la celda aislada en
gas. Asimismo, el acoplamiento de dicha barra conductora con la celda aislada en gas se realiza mediante una pieza intermedia alojada dentro de la celda aislada en gas y atornillada a dicha barra conductora incorporada, estando dotada dicha pieza intermedia de un contacto tulipa para su conexión a la barra colectora de la celda aislada en gas. El acoplamiento de la barra conductora incorporada en el aislador con la barra aislada alojada en la cavidad de dicho aislador se realiza por medio de un contacto tulipa, estando este contacto fijado a la barra conductora a través de un perno.
La fijación de la barra aislada (alojada en la cavidad) al aislador o dispositivo de conexión se lleva a cabo mediante un perfil de fijación fabricado de material aislante, que se atornilla al propio aislador, de forma que la barra aislada se mantiene centrada y fijada en la cavidad, evitando esfuerzos mecánicos que puedan perjudicar la conexión eléctrica entre dicha barra aislada y la barra conductora incorporada en el aislador.
La solicitud de patente WO2008/116090A2 se refiere a conectores de cable para sistemas de energía eléctrica y, más en particular, a sistemas conectores de freno de carga aislados separables para su uso con sistemas de distribución de cables.
La solicitud de patente europea EP1339145A1 se refiere a un conjunto de interconexión para celdas de aparamentas eléctricas y, más específicamente, a un sistema para acoplar celdas de aparamentas eléctricas o módulos capaces para ser utilizados en centros de distribución y transformación eléctrica, empleando en el acoplamiento o la interconexión entre las celdas un elemento conector independiente.
La solicitud de patente alemana DE69834155T2 se refiere a una conexión eléctrica que tiene un manguito aislante que encierra un contacto compuesto por tres piezas: un bloque central rígido con juntas de rótula en cada extremo que une dos abrazaderas de contacto.
Descripción de la invención
Al objeto de resolver la problemática mencionada anteriormente, la presente invención propone un dispositivo de conexión de acuerdo con la reivindicación 1. Este dispositivo de conexión permite realizar el acoplamiento eléctrico entre un primer y un segundo equipo eléctrico aislados en un medio sólido o en un medio fluido (gas o líquido), pudiendo realizarse el acoplamiento, por ejemplo, entre celda - celda o celda - transformador, comprendiendo dicha conexión eléctrica al menos un punto de conexión aéreo. El dispositivo de conexión está configurado para poder introducirse estancamente por un primer extremo en un casquillo de acoplamiento (tipo hembra) dispuesto en al menos una pared del primer equipo eléctrico y en correspondencia con bornes conductores de dicho primer equipo eléctrico tal como un transformador o una celda, por ejemplo, de forma que el acoplamiento eléctrico entre el dispositivo de conexión y dicho primer equipo eléctrico se realiza por enchufe, garantizando una conexión estanca tanto mecánica como eléctricamente, impidiendo con ello que en la operación de acoplamiento entre equipos eléctricos in situ se pierda el fluido de aislamiento o se deba realizar la sustitución o modificación de los equipos con objeto de adaptarlos para el acoplamiento eléctrico que supone al menos un punto de conexión aéreo.
Por tanto, dicho dispositivo de conexión independiente de los equipos eléctricos a acoplar posibilita la ejecución in situ de una conexión/desconexión eléctrica directa y rápida entre equipos eléctricos, pudiendo acoplarse dicho dispositivo de conexión a equipos convencionales, es decir, equipos eléctricos que comprenden en al menos una de sus paredes al menos un casquillo de acoplamiento tipo hembra o conector hembra. Análogamente, se evita el empleo de conectores de cable apantallado, y por tanto, se reducen las dimensiones de los equipos eléctricos, los costes debidos a la no utilización de terminales de cable, los tiempos de montaje/desmontaje de los equipos, etc. Este acoplamiento eléctrico por enchufe se realiza por medio de un conector que forma parte del dispositivo de conexión y que está configurado para conectarse a los bornes conductores del primer equipo eléctrico cuando el primer extremo del dispositivo de conexión se acopla en el citado casquillo de acoplamiento.
El dispositivo de conexión comprende un cuerpo alargado, fabricado de material aislante y elástico, cuyo primer extremo se acopla firmemente en los citados casquillos tipo hembra. Este cuerpo alargado constituido en un material elástico, tal como silicona, por ejemplo, permite gran capacidad de deformación para adaptarse a los respectivos casquillos tipo hembra, aunque estos se encuentren desfasados en cuanto a su posición, garantizando con ello una óptima estanqueidad mecánica entre el cuerpo y los casquillos tipo hembra de los equipos eléctricos.
En el interior de dicho cuerpo alargado en correspondencia con el citado primer extremo, se encuentra encapsulado el conector mencionado, que comprende al menos una pieza conductora que permite una conexión eléctrica del tipo enchufable entre el dispositivo de conexión y el borne conductor alojado en los casquillo tipo hembra, quedando dicho borne conductor en contacto con dicha al menos una pieza conductora dentro del cuerpo alargado.
Las piezas conductoras se encuentran montadas en el interior del cuerpo alargado, con la posibilidad de bascular respecto al cuerpo alargado para que dichas piezas conductoras puedan desplazarse axialmente para acoplarse sobre los bornes conductores proporcionados en el interior de los casquillos tipo hembra, aun cuando se encuentren desalineados. Las piezas conductoras se unen de manera estanca a los bornes conductores mediante al menos un resorte, garantizando un contacto eléctrico apropiado entre dichos bornes y las piezas conductoras.
El segundo extremo del cuerpo alargado se acopla al segundo equipo eléctrico tal como, por ejemplo, una celda, un transformador, un equipo de medida, etc., en el que el punto de conexión entre dicho segundo equipo y el dispositivo de conexión es aéreo. El cuerpo alargado comprende, encapsulado al menos parcialmente en su interior, un conductor que tiene un primer extremo conectado al citado conector (para su acoplamiento a los bornes del primer equipo eléctrico) y un segundo extremo que puede conectarse eléctricamente al segundo equipo eléctrico, estableciéndose el punto de conexión aéreo citado anteriormente. De esta forma, el dispositivo de conexión permite realizar una conexión eléctrica segura entre el primer equipo eléctrico y el segundo equipo eléctrico, estableciendo entre ambos al menos un punto de conexión aéreo. Debido a su característica elástica, dicho cuerpo alargado es flexible y por tanto posibilita que pueda instalarse con un ángulo de curvatura, determinado por el conductor que se conecta al segundo equipo eléctrico. El primer extremo de este conductor se encuentra encapsulado en el interior del cuerpo alargado y enchufado al conector, evitando la utilización de perfiles de fijación, de forma que se encuentra en contacto eléctrico con las piezas conductoras del citado conector. Análogamente, este conductor encapsulado parcialmente en el cuerpo alargado puede comprender una cubierta aislante. Se ha previsto la posibilidad de que dicho conductor pueda ser rígido o pueda ser flexible, tal como un cable, por ejemplo.
Con el objeto de controlar el campo eléctrico, el cuerpo alargado puede comprender internamente (en su cara interior) un recubrimiento conductor aplicado al menos sobre la misma superficie que ocupa el conector, y en contacto con este último. De esta forma, cualquier entrehierro que pueda quedar dentro del cuerpo alargado queda apantallado eléctricamente, por lo que no se encuentra sometido a ningún campo eléctrico que pueda originar la incepción de descargas parciales. Análogamente, dicho cuerpo alargado puede comprender en su cara exterior el mismo recubrimiento conductor, aplicado parcialmente sobre la superficie del dispositivo de conexión que está expuesto al aire y fuera de los equipos eléctricos a acoplar, concretamente sobre la superficie situada entre la boca de entrada del casquillo tipo hembra y al menos una brida puesta a tierra, estando dicha brida en contacto con dicho recubrimiento conductor exterior. También se ha previsto la posibilidad de que el cuerpo alargado pueda comprender, tanto interna como externamente, al menos una parte conductora, que sea un conductor sobreinyectado sobre el cuerpo alargado.
El dispositivo de conexión puede comprender al menos una brida puesta a tierra que permite equilibrar el campo eléctrico y a su vez establecer un acoplamiento mecánico entre el primer equipo eléctrico y el dispositivo de conexión (el acoplamiento mecánico puede realizarse, por ejemplo, mediante tornillos entre la brida y la pared o tapa del primer equipo eléctrico). Esta brida se encuentra en contacto con el recubrimiento conductor exterior del cuerpo alargado, de forma que cualquier entrehierro que pueda estar situado entre dicha brida y el cuerpo alargado queda totalmente apantallado eléctricamente. Se ha previsto la posibilidad de que dicha brida pueda estar al menos parcialmente encapsulada en el cuerpo alargado y en contacto con el recubrimiento conductor exterior del cuerpo alargado y con la parte conductora exterior sobreinyectada sobre el cuerpo alargado.
En el segundo extremo del cuerpo alargado que está acoplado al segundo equipo eléctrico, está dispuesta exteriormente una pluralidad de aletas que permiten ampliar la línea de fuga superficial del dispositivo de conexión, siendo el número de aletas empleado y el diseño de las mismas acordes al rango de la tensión de la instalación y al ambiente (salinidad, polución, etc.) en el que vaya a ser instalado el dispositivo de conexión.
De igual modo, se ha previsto la posibilidad de que el dispositivo de conexión pueda comprender al menos un dispositivo de medida tal como un sensor de intensidad y/o un sensor de tensión, por ejemplo.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención de acuerdo con un ejemplo preferido de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción un juego de figuras en las que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1 muestra el estado de la técnica referente a un casquillo tipo macho (19) que está incorporado en una pared lateral de una celda, comprendiendo dicho casquillo (19) una parte en gas y la otra parte en aire.
La Figura 2 muestra el medio o dispositivo de conexión empleado en el estado de la técnica, que consiste en un conector de cable apantallado que se conecta al casquillo tipo macho (19) previamente instalado en la celda aislada en gas y que comprende por cada fase un casquillo (19) que forma parte de la celda aislada en gas, un cable (20) y un conector (21).
La Figura 3 muestra una vista en sección de una primera realización del dispositivo de conexión (10) objeto de la invención, comprendiendo dicho dispositivo (10) un conector (1) y un conductor (5) encapsulados en un cuerpo alargado (7), en el que la brida (11) está fuera del cuerpo alargado (7).
La Figura 4 muestra una vista en sección de una segunda realización del dispositivo de conexión (10) objeto de la invención, comprendiendo dicho dispositivo (10) un conector (1) y un conductor (5) encapsulados en un cuerpo alargado (7), en el que la brida (11) está parcialmente incorporada en el cuerpo alargado (7).
La Figura 5 muestra una vista en sección del cuerpo alargado (7) referente a la primera realización de la invención, en el que dicho cuerpo (7) comprende parcialmente un recubrimiento conductor exterior (16) y un recubrimiento conductor interno (15) para el control del campo eléctrico.
La Figura 6 muestra una vista en sección del cuerpo alargado (7) referente a la segunda realización de la
invención, en el que dicho cuerpo alargado (7) comprende parcialmente un recubrimiento conductor exterior (16) y un recubrimiento conductor interno (15) para el control del campo eléctrico.
La Figura 7 muestra un detalle de una vista en sección de una parte del dispositivo de conexión (10), en el que se observa que el entrehierro interior (23) situado entre el cuerpo alargado (7) y la cubierta aislante (18) está dotado de un recubrimiento conductor interno (15) aplicado sobre la cara interior del cuerpo alargado (7).
La Figura 8 muestra una vista en perspectiva despiezada correspondiente a una posible realización del conector (1), en el que la vista despiezada muestra un anillo (9), tubos metálicos (13), piezas conductoras (8) y resortes (14).
La Figura 9 muestra una vista en perspectiva de una conexión entre un primer equipo eléctrico, tal como una celda (3), por ejemplo, y un segundo equipo eléctrico, tal como un transformador (6), por ejemplo, empleando para ello el dispositivo de conexión (10) objeto de la invención.
La Figura 10 muestra una vista en perspectiva de otra realización de la conexión entre equipos eléctricos, en la que el primer equipo eléctrico (3) es un transformador que comprende casquillo tipo hembra (2) en el que el dispositivo de conexión (10) se acopla por enchufe.
La Figura 11 muestra una vista en sección de una tercera realización del dispositivo de conexión (10) objeto de la invención, comprendiendo dicho dispositivo (10) un conector (1) y un conductor (5) encapsulados en un cuerpo alargado (7), en el que la brida (11) está situada fuera del cuerpo alargado (7), comprendiendo dicho cuerpo alargado (7) al menos una parte conductora exterior (25) y al menos una parte conductora interior (26).
La Figura 12 muestra una vista en sección del cuerpo alargado (7) referente a la tercera realización del dispositivo de conexión (10), en la que dicho cuerpo (7) comprende al menos una parte conductora exterior (25) y al menos una parte conductora interior (26).
La Figura 13 muestra una vista en perspectiva de una conexión entre un primer equipo eléctrico, tal como una celda (3), por ejemplo, y un segundo equipo eléctrico, tal como un equipo de medida (6), por ejemplo, empleando para ello el dispositivo de conexión (10) objeto de la invención.
Realización preferida de la invención
A continuación, como ejemplo ilustrativo y sin carácter limitativo, se presenta una realización de un dispositivo de conexión (10) entre un primer equipo eléctrico de alta tensión (3) y un segundo equipo eléctrico de alta tensión (6), pudiendo ser dichos equipos eléctricos (3, 6), por ejemplo, celda - celda, celda - transformador o combinaciones de los mismos.
Como se puede ver en las Figuras 3 a 13, el dispositivo de conexión (10) independiente de los equipos eléctricos (3, 6) a acoplar comprende un cuerpo alargado, aislante y elástico (7). En un primer extremo, dicho cuerpo alargado (7) comprende encapsulado en su interior un conector (1), estando el primer extremo configurado para poder introducirse, al menos parcialmente, en casquillo de acoplamiento tipo hembra (2), previamente fijados en al menos una de las paredes o tapa del primer equipo eléctrico (3), en correspondencia con los bornes conductores (4) de dicho primer equipo (3). El acoplamiento del primer extremo produce el acoplamiento eléctrico del conector (1) con los bornes conductores (4) del primer equipo eléctrico (3).
Tal y como se muestra en las Figuras 3, 4, 8 y 11, el conector (1) comprende una pareja de tubos metálicos (13) entre los cuales se encuentra situado un anillo conductor (9) dotado de una pluralidad de pasos radiales (12), de forma que en cada uno de dichos pasos está alojada una pieza conductora (8), a modo de dedo, todo ello de manera que el diámetro externo del citado anillo (9) coincida con el diámetro interno del cuerpo alargado (7), quedando encajado el anillo (9) en el interior del cuerpo alargado (7), con lo que el paquete formado por las distintas piezas conductoras (8) alojadas y situadas en los pasos (12) del anillo (9) queda asegurado en el interior del cuerpo alargado (7) como consecuencia precisamente del contacto entre el anillo (9) y la superficie interna del cuerpo (7), pero con la posibilidad de que las piezas conductoras (8) basculen respecto del cuerpo (7) para que el conjunto de dichas piezas pueda desplazarse axialmente y acoplarse por enchufe sobre los bornes conductores (4) situados en el interior de los casquillo de acoplamiento (2), aun cuando estos no estén alineados.
Las piezas conductoras (8) están dotadas de un rebaje central (22) que determina un alojamiento holgado de cada pieza conductora (8) en el correspondiente paso (12) del anillo (9), y permitiendo con ello el desplazamiento axial de esas piezas (8) cuando el conector (1) se acopla sobre los correspondientes bornes (4) e incluso un basculamiento de las mismas cuando los bornes (4) están desalineados.
De igual modo, sobre las partes extremas de las piezas conductoras (8) va montado perimetralmente al menos un resorte (14) que une de manera estanca el paquete de piezas conductoras (8) contra el anillo metálico (9), evitando el desplazamiento en sentido longitudinal y la correspondiente extracción de dichas piezas conductoras (8), así como contra los bornes (4), garantizando un contacto eléctrico adecuado entre dichos bornes (4) y las piezas conductoras (8), tal y como se puede observar en las Figuras 3, 4 y 8.
En cuanto a los tubos metálicos (13) que incorpora interiormente el cuerpo alargado (7), se proporcionan para dotar al cuerpo alargado (7) de cierta rigidez que garantice un buen sellado contra los casquillos de acoplamiento (2). Tal y como se muestra en las Figuras 3, 4, 9 y 13, el segundo extremo del cuerpo alargado (7) se acopla al segundo equipo eléctrico (6) y, para ello, dicho cuerpo alargado (7) comprende, encapsulado parcialmente en su interior, al
menos un conductor (5) que en un segundo extremo se conecta eléctricamente a dicho equipo (6), estableciendo al menos un punto de conexión aéreo (24). Un primer extremo de este conductor (5) está encapsulado en el interior del cuerpo alargado (7) y enchufado al conector (1), de forma que se encuentra en contacto eléctrico y rodeado por las piezas conductoras (8) del citado conector (1). Análogamente, este conductor (5) comprende una cubierta aislante (18). Se ha previsto la posibilidad de que dicho conductor (5) pueda ser rígido o flexible tal como, un cable, por ejemplo.
En las Figuras 5 a 7 se puede observar que el cuerpo alargado (7) comprende internamente un recubrimiento conductor (15) aplicado al menos sobre la misma superficie que ocupa el conector (1) y en contacto con este último. Por lo tanto, cualquier entrehierro (23) que pueda encontrarse dentro del cuerpo alargado (7) queda apantallado eléctricamente, por lo que no se encuentra sometido a ningún campo eléctrico que pueda generar la incepción de descargas parciales. De igual modo, en su cara exterior comprende el mismo recubrimiento conductor (16) aplicado parcialmente sobre la superficie del dispositivo de conexión (10) que está expuesto al aire y fuera de los equipos eléctricos (3, 6).
En las Figuras 11 y 12 se muestra otra posible realización del cuerpo alargado (7), en la que dicho cuerpo (7) comprende al menos una parte conductora exterior (25) y al menos una parte conductora interior (26), siendo estas partes (25, 26) obtenidas mediante una sobreinyección de conductor sobre el mismo cuerpo alargado (7). Por lo tanto, cualquier entrehierro (23) que pueda encontrarse dentro del cuerpo alargado (7) está apantallado eléctricamente, por lo que no se encuentra sometido a ningún campo eléctrico que pueda generar la incepción de descargas parciales. La parte conductora exterior (25) está en contacto con al menos una brida (11), de forma que dicha brida (11) está alojada entre dicha parte conductora exterior (25) (pudiendo estar en contacto con dicha parte (25) o encapsulada parcialmente en dicha parte (25)) y el recubrimiento conductor exterior (16), estando la brida (11) también en contacto con dicho recubrimiento (16). La parte conductora interior (26) está en contacto con el conector (1) y con el conductor (5).
El dispositivo de conexión (10) comprende al menos una brida puesta a tierra (11) que permite equilibrar el campo eléctrico y a su vez establecer un acoplamiento mecánico entre el equipo eléctrico (3) y el dispositivo de conexión (10). Esta brida (11) puede estar al menos parcialmente encapsulada en el cuerpo alargado (7), tal y como se muestra en la Figura 4, y en contacto con el recubrimiento conductor exterior (16) del cuerpo (7) y con la parte conductora exterior (25). En otra realización diferente del dispositivo de conexión (10), tal y como se muestra en la Figura 3 o en la Figura 11, dicha brida (11) puede estar fuera del cuerpo alargado (7) y encontrarse situada sobre el recubrimiento conductor exterior (16) y en contacto con la parte conductora (25) del cuerpo alargado (7). De esta manera, cualquier entrehierro que pueda encontrarse entre dicha brida (11) y el cuerpo alargado (7) queda totalmente apantallado eléctricamente.
En el extremo del cuerpo alargado (7) que está acoplado al equipo eléctrico (6), está dispuesta exteriormente una pluralidad de aletas (17) que permiten ampliar la distancia de fuga superficial del dispositivo de conexión (10).
En resumen, las referencias numéricas utilizadas en este texto y señaladas en las figuras mencionadas representan los siguientes componentes de la invención:
1. - Conector
2. - Casquillo de acoplamiento
3. - Primer equipo eléctrico
4. - Bornes conductores
5. - Conductor
6. - Segundo equipo eléctrico
7. - Cuerpo alargado
8. - Piezas conductoras
9. - Anillo
10. - Dispositivo de conexión
11. - Brida
12. - Pasos del anillo (9)
13. - Tubos metálicos
14. - Resorte
15. - Recubrimiento conductor interno
16. - Recubrimiento conductor exterior
17. - Aletas
18. - Cubierta aislante
19. - Casquillo tipo macho (estado de la técnica)
20. - Cable (estado de la técnica)
21. - Conector para cable apantallado (estado de la técnica)
22. - Rebaje central de las piezas conductoras (8)
23. - Entrehierro
24. - Punto de conexión aéreo
25. - Parte conductora exterior del cuerpo alargado (7)
26.- Parte conductora interior del cuerpo alargado (7)
Ċ
Claims (14)
1. Dispositivo de conexión (10) entre equipos eléctricos de alta tensión, aplicable entre un primer equipo eléctrico (3) y un segundo equipo eléctrico (6) aislados en un medio fluido o en un medio sólido, comprendiendo el primer equipo eléctrico (3) al menos un casquillo de acoplamiento tipo hembra (2) en correspondencia con bornes conductores (4) del primer equipo eléctrico de manera que el acoplamiento eléctrico entre el dispositivo de conexión (10) y dicho primer equipo eléctrico (3) se realiza por enchufe, siendo el dispositivo de conexión (10) independiente del equipo eléctrico a acoplar, en el que el dispositivo de conexión (10) comprende:
- un cuerpo alargado (7) fabricado de material aislante y elástico, con un primer extremo configurado para acoplarse firmemente en el citado al menos un casquillo de acoplamiento (2) del primer equipo eléctrico (3), - un conector (1) encapsulado en el cuerpo alargado (7), en correspondencia con el primer extremo del cuerpo alargado y configurado para conectarse a los bornes conductores (4) del casquillo de acoplamiento (2), cuando el primer extremo del cuerpo alargado está acoplado en el al menos un casquillo de acoplamiento hembra (2) del primer equipo eléctrico (3);
- un conductor (5) encapsulado al menos parcialmente en el cuerpo alargado (7), que tiene un primer extremo que está conectado al conector (1) y un segundo extremo adecuado para conectarse al segundo equipo eléctrico (6), estableciendo al menos un punto de conexión aéreo (24),
en el que el conector (1) comprende una pluralidad de piezas conductoras (8), de forma que la conexión eléctrica entre dichas piezas conductoras (8) y los bornes conductores (4) es del tipo enchufable, estando esta conexión eléctrica dentro del cuerpo alargado (7), y en el que el primer extremo del conductor (5) está encapsulado dentro del cuerpo alargado (7) y enchufado al conector (1), de forma que se encuentra en contacto eléctrico y rodeado por las piezas conductoras (8) del conector (1), estableciendo un segundo punto de conexión dentro del cuerpo alargado (7) del dispositivo de conexión (10).
2. Dispositivo de conexión de acuerdo con reivindicación 1, en el que el dispositivo de conexión (10) comprende al menos una brida (11) para acoplamiento mecánico entre el primer equipo eléctrico (3) y el dispositivo de conexión (10), estando la citada brida (11) puesta a tierra para permitir la distribución el campo eléctrico.
3. Dispositivo de conexión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo alargado (7) comprende en su cara interior un recubrimiento conductor interno (15), estando el citado recubrimiento conductor interno (15) aplicado al menos sobre la misma superficie ocupada por el conector (1) y en contacto con este último.
4. Dispositivo de conexión de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el cuerpo alargado (7) comprende en su cara exterior el mismo recubrimiento conductor (16), estando el citado recubrimiento conductor (16) aplicado parcialmente sobre la superficie del dispositivo de conexión (10), que está expuesta al aire y fuera de los equipos eléctricos (3, 6), entre la boca de entrada del casquillo de acoplamiento (2) y al menos una brida puesta a tierra (11), estando dicha brida (11) en contacto con dicho recubrimiento conductor (16).
5. Dispositivo de conexión (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo alargado (7) comprende al menos una parte conductora interior (26) y al menos una parte conductora exterior (25).
6. Dispositivo de conexión (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 o 4, en el que la brida (11) está al menos parcialmente encapsulada en el cuerpo alargado (7).
7. Dispositivo de conexión (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un sensor de intensidad.
8. Dispositivo de conexión (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un sensor de tensión.
9. Dispositivo de conexión (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo alargado (7) comprende exteriormente una pluralidad de aletas (17) en el lado contrario al conector (1) en el que el medio de aislamiento es aire.
10. Dispositivo de conexión (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una parte del conductor (5) está en contacto eléctrico con al menos una pieza conductora (8) dentro del cuerpo alargado (7).
11. Dispositivo de conexión (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conductor (5) está protegido por una cubierta aislante (18).
12. Dispositivo de conexión (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el conductor (5) es rígido.
13. Dispositivo de conexión (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los equipos eléctricos (3, 6) pueden ser celda - celda, celda - transformador o combinaciones de los mismos.
14. Dispositivo de conexión (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo alargado (7) está hecho de silicona.
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