BR102016025845B1

BR102016025845B1 - CONSTRUCTION PROVISION INTRODUCED IN TEMPORARY CONNECTION BETWEEN AIR SUBTRANSMISSION LINES

Info

Publication number: BR102016025845B1
Application number: BR102016025845-6A
Authority: BR
Inventors: Ithamar Sene Júnior; Gustavo Correa Silvestre; Walter Pinheiro; Julio Cesar Ramos Lopes; Geraldo Roberto De Almeida; Luis Carlos Casagrande; Anna Busianov Zaharov; Douglas Aparecido Migliorini
Original assignee: Eletropaulo Metropolitana Eletricidade De São Paulo S.A.
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2022-08-16
Also published as: BR102016025845A2

Abstract

DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA INTRODUZIDA EM CONEXÃO TEMPORÁRIA ENTRE TRECHOS DE LINHAS AÉREAS DE SUBTRANSMISSÃO. O presente modelo de utilidade está relacionado com um sistema para conexão temporária entre trechos de linhas aéreas de subtransmissão, caracterizado pelo fato de compreender cabos flexíveis de potência isolado de 138 kV (100); terminais secos e acessórios de 138 kV (200); bobina metálica (300); estruturas em cantoneiras de aço galvanizado (400) e montadas por treliças de aço; sistema de lançamento, fixação e enrolamento dos cabos de potência isolados (500) composto por um equipamento motorizado (skid roller) (510), roletes de polipropileno com estrutura de aço carbono (520), e cintas de poliéster com catracas de aço (530); e procedimento de uso do sistema com segurança. Sua aplicação traz vantagens relacionadas à redução de custos associados às conexões temporárias; redução do tempo de instalação, movimentação, lançamento, fixação e enrolamento dos cabos de potência isolados (100); e maior segurança no armazenamento e transporte dos cabos (100) e dos terminais (200).CONSTRUCTION PROVISION INTRODUCED IN TEMPORARY CONNECTION BETWEEN AIR SUBTRANSMISSION LINES. The present utility model is related to a system for temporary connection between sections of subtransmission overhead lines, characterized by the fact that it comprises flexible cables of isolated power of 138 kV (100); 138 kV (200) dry terminals and accessories; metal coil (300); structures in galvanized steel angles (400) and mounted by steel trusses; system for launching, fixing and winding the insulated power cables (500) composed of a motorized equipment (skid roller) (510), polypropylene rollers with a carbon steel structure (520), and polyester straps with steel ratchets (530 ); and procedure for using the system safely. Its application brings advantages related to the reduction of costs associated with temporary connections; reduction of installation time, movement, launching, fixing and winding of insulated power cables (100); and greater security in the storage and transport of cables (100) and terminals (200).

Description

TECHNICAL FIELD

[001] A presente invenção está relacionada a um sistema em conexão temporária entre trechos de linhas aéreas de subtransmissão. Mais particularmente, a presente invenção está relacionada a uma conexão temporária que atenda as particularidades do sistema elétrico brasileiro.[001] The present invention is related to a system in temporary connection between sections of subtransmission overhead lines. More particularly, the present invention is related to a temporary connection that meets the particularities of the Brazilian electrical system.

DESCRIPTION OF THE STATE OF THE TECHNIQUE

[002] Entre a produção da energia elétrica até o seu consumo final existe um longo caminho pelo qual a energia elétrica é transportada, o qual é realizado por diferentes segmentos da rede elétrica que são definidos com base na função que exercem: • Transmissão: redes que interligam a geração aos centros de carga; • Interconexão: interligação entre sistemas independentes; • Subtransmissão: rede para casos onde a distribuição não se conecta a transmissão, havendo estágio intermediário no transporte da energia elétrica entre as subestações; composta por condutores, isoladores, estruturas e acessórios; e • Distribuição: rede que interliga a transmissão (ou subtransmissão) aos pontos de consumo sendo subdividida em distribuição primária (nível de média tensão - MT) ou distribuição secundária (nível de uso residencial).[002] Between the production of electrical energy and its final consumption, there is a long way through which the electrical energy is transported, which is carried out by different segments of the electrical network that are defined based on the function they perform: • Transmission: networks that link generation to load centers; • Interconnection: interconnection between independent systems; • Sub-transmission: network for cases where distribution is not connected to transmission, with an intermediate stage in the transport of electricity between substations; composed of conductors, insulators, structures and accessories; and • Distribution: network that interconnects transmission (or sub-transmission) to consumption points, being subdivided into primary distribution (medium voltage level - MT) or secondary distribution (residential use level).

[003] As tensões usuais de transmissão adotadas no Brasil, em corrente alternada, podem variar de 138 kV até 765 kV incluindo neste intervalo as tensões de 230 kV, 345 kV, 440 kV e 500 kV. Os sistemas ditos de subtransmissão contam com níveis mais baixos de tensão, tais como 34,5 kV, 69 kV ou 88 kV e 138 kV e alimentam subestações de distribuição, cujos alimentadores primários de saída operam usualmente em níveis de 13,8 kV. Junto aos pequenos consumidores existe uma outra redução do nível de tensão para valores entre 110 V e 440 V, na qual operam os alimentadores secundários.[003] The usual transmission voltages adopted in Brazil, in alternating current, can vary from 138 kV to 765 kV, including in this range the voltages of 230 kV, 345 kV, 440 kV and 500 kV. The so-called sub-transmission systems have lower voltage levels, such as 34.5 kV, 69 kV or 88 kV and 138 kV and feed distribution substations, whose primary output feeders usually operate at levels of 13.8 kV. Next to small consumers there is another voltage level reduction to values between 110 V and 440 V, in which the secondary feeders operate.

[004] Uma série de componentes de conexão temporária são conhecidos no estado da técnica, no entanto, em razão dos requisitos do sistema elétrico brasileiro que possui um elevado nível de capacidade de corrente nominal e de corrente de curto-circuito, faixas de segurança de linhas aéreas de subtransmissão muito estreitas, de difícil acesso, que não permitem a construção de variantes tradicionais compostas de estruturas metálicas ou de madeira temporárias, e restrições de tráfego nas grandes cidades para caminhões e cargas de maior porte, surgiu a necessidade de elaborar uma nova disposição de conexão temporária para linhas aéreas de subtransmissão que atendesse todas essas particularidades.[004] A series of temporary connection components are known in the state of the art, however, due to the requirements of the Brazilian electrical system that has a high level of rated current capacity and short-circuit current, safety ranges of very narrow sub-transmission overhead lines, difficult to access, which do not allow the construction of traditional variants composed of temporary metallic or wooden structures, and traffic restrictions in large cities for trucks and larger loads, the need arose to develop a new provision of temporary connection for subtransmission overhead lines that would meet all these particularities.

[005] O documento JPH 1023627 A, de 1998, apresenta um método de construção e desmontagem de linhas de desvio usada em instalação de cabos em linha de transmissão sem interrupção. No entanto, nenhum documento foi encontrado no estado da técnica que compreende as características da presente invenção que será apresentado a seguir.[005] The document JPH 1023627 A, from 1998, presents a method of construction and dismantling of bypass lines used in the installation of cables in a transmission line without interruption. However, no document was found in the state of the art that comprises the features of the present invention which will be presented below.

GOALS

[006] O objetivo da presente invenção é o de prover um novo e eficiente sistema em uma conexão temporária entre trechos de linhas aéreas de subtransmissão de 138 kV para uso durante a reconstrução e/ou manutenção dos mesmos.[006] The objective of the present invention is to provide a new and efficient system in a temporary connection between sections of 138 kV subtransmission overhead lines for use during their reconstruction and/or maintenance.

BRIEF DESCRIPTION

[007] De forma a alcançar os objetivos acima descritos, a presente invenção provê uma conexão temporária composta por: • Cabos flexíveis de potência isolados de 138 kV utilizados para serviços em condições mecânicas dinâmicas de forma permanente e que possam ser movimentados sem danos ao mesmo; • Terminais secos e acessórios de 138 kV - utilizados para viabilizar a conexão rápida entre trechos de linhas aéreas de subtransmissão; • Estruturas em cantoneiras e montadas por treliças de aço galvanizado - utilizadas para fixação e suporte temporário dos terminais; • Bobina metálica para armazenagem e transporte dos cabos isolados; e • Elementos de lançamento, fixação dos cabos no local de aplicação, e enrolamento dos cabos de potência isolados - composto por um equipamento motorizado (SKID ROLLER), roletes de polipropileno com estrutura de aço carbono, e cintas de poliéster com catracas de aço.[007] In order to achieve the objectives described above, the present invention provides a temporary connection composed of: • Flexible insulated power cables of 138 kV used for services in dynamic mechanical conditions permanently and that can be moved without damage to it ; • 138 kV dry terminals and accessories - used to enable quick connection between sections of subtransmission overhead lines; • Structures in angles and mounted by galvanized steel trusses - used for fixing and temporary support of the terminals; • Metal coil for storage and transport of insulated cables; and • Elements for launching, fixing the cables at the application site, and winding the insulated power cables - composed of a motorized equipment (SKID ROLLER), polypropylene rollers with a carbon steel structure, and polyester straps with steel ratchets.

DESCRIPTION OF THE FIGURES

[008] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas, as quais: • a FIGURA 1 ilustra um cabo flexível utilizado pela presente invenção; • a FIGURA 2 ilustra um terminal seco 138 kV utilizado pela presente invenção; • a FIGURA 3 ilustra uma bobina metálica utilizada pela presente invenção; • a FIGURA 4 ilustra uma estrutura em cantoneiras de aço galvanizado utilizada pela presente invenção; • a FIGURA 5 ilustra elementos de lançamento, fixação e enrolamento dos cabos de potência isolados utilizado pela presente invenção; • a FIGURA 6 ilustra roletes de polipropileno com estrutura de aço carbono que fazem parte dos elementos de lançamento; • a FIGURA 7 ilustra cintas de poliéster com catracas de aço que fazem parte dos elementos de lançamento; • a FIGURA 8 ilustra uma concretização preferencial da presente invenção.[008] The detailed description presented below makes reference to the attached figures, which: • FIGURE 1 illustrates a flexible cable used by the present invention; • FIGURE 2 illustrates a 138 kV dry terminal used by the present invention; • FIGURE 3 illustrates a metallic coil used by the present invention; • FIGURE 4 illustrates a galvanized steel angle structure used by the present invention; • FIGURE 5 illustrates elements for launching, fixing and winding the insulated power cables used by the present invention; • FIGURE 6 illustrates polypropylene rollers with a carbon steel structure that are part of the launching elements; • FIGURE 7 illustrates polyester straps with steel ratchets that are part of the launching elements; • FIGURE 8 illustrates a preferred embodiment of the present invention.

DETAILED DESCRIPTION

[009] A descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a presente invenção não está limitada a essa concretização particular.[009] The description that follows will start from a preferred embodiment of the invention. As will be apparent to anyone skilled in the art, however, the present invention is not limited to that particular embodiment.

[0010] As Figuras 1 a 7 ilustram, de forma geral, os componentes da conexão temporária da presente invenção.[0010] Figures 1 to 7 illustrate, in general, the components of the temporary connection of the present invention.

[0011] A presente invenção contempla uma conexão temporária de trechos de linhas de subtransmissão adaptada para atender as necessidades e particularidades do sistema de distribuição de energia elétrica do Brasil que compreende um elevado nível de capacidade de corrente nominal e de corrente de curto-circuito, faixas de segurança de linhas aéreas de subtransmissão de 138 kV muito estreitas, de difícil acesso e que não permitem a construção de variantes tradicionais compostas de estruturas metálicas ou de madeira temporárias, e restrições de tráfego nas grandes cidades para caminhões e cargas de maior porte.[0011] The present invention contemplates a temporary connection of sections of subtransmission lines adapted to meet the needs and particularities of the electric energy distribution system in Brazil, which comprises a high level of rated current capacity and short-circuit current, very narrow 138 kV subtransmission overhead lines safety lanes, difficult to access and that do not allow the construction of traditional variants composed of temporary metallic or wooden structures, and traffic restrictions in large cities for trucks and larger loads.

[0012] Em uma concretização preferencial da presente invenção, os componentes da presente conexão temporária são ilustrados nas Figuras 1 a 5.[0012] In a preferred embodiment of the present invention, the components of the present temporary connection are illustrated in Figures 1 to 5.

[0013] A figura 1 mostra o cabo flexível de potência isolado de 138 kV 100 que é composto pelas seguintes camadas: • 1 - condutor de alumínio com seção nominal de 1200 mm2; • 2 - enfaixamento de condutor; • 3 - blindagem do condutor; • 4 - isolação constituída de camada extrudada de polietileno reticulado (LXPE); • 5 - blindagem de isolação; • 6 - enfaixamento de isolação; • 7 - blindagem metálica constituída de fios de cobre nu; • 8 - enfaixamento da blindagem metálica; • 9 - capa de alumínio laminada para bloqueio radial contra penetração de umidade; e • 10 - cobertura de proteção externa em polietileno de alta densidade (HDPE).[0013] Figure 1 shows the flexible insulated power cable of 138 kV 100, which is composed of the following layers: • 1 - aluminum conductor with a nominal section of 1200 mm2; • 2 - conductor wrapping; • 3 - conductor shielding; • 4 - insulation consisting of an extruded layer of cross-linked polyethylene (LXPE); • 5 - insulation shield; • 6 - insulation bandage; • 7 - metallic shield made of bare copper wires; • 8 - bandaging of the metallic shielding; • 9 - laminated aluminum cover for radial blocking against moisture penetration; and • 10 - external protection cover in high density polyethylene (HDPE).

[0014] O cabo flexível 100 apresenta as seguintes características: • Tensão nominal de operação entre fases: 138 kV; • Corrente nominal: 1000 A; • Potência nominal em regime permanente, quando operando em 138 kV: 235 MVA por circuito; • Frequência: 60 Hz; • Fator de carga: 0,75; • Máxima temperatura do condutor: 90° C; • Nível básico de isolação: 650 kV; • Corrente de curto-circuito fase-terra máximo: 21 kA; e • Duração do curto-circuito: 30 ciclos (0,5 s).[0014] Flexible cable 100 has the following characteristics: • Rated operating voltage between phases: 138 kV; • Rated current: 1000 A; • Rated power in steady state, when operating at 138 kV: 235 MVA per circuit; • Frequency: 60 Hz; • Load factor: 0.75; • Maximum conductor temperature: 90° C; • Basic insulation level: 650 kV; • Maximum phase-to-ground short-circuit current: 21 kA; and • Short circuit duration: 30 cycles (0.5 s).

[0015] A figura 2 mostra um terminal seco e acessórios de 138 kV 200 da presente invenção que possuem a seguinte característica:[0015] Figure 2 shows a 138 kV 200 dry terminal and accessories of the present invention that have the following characteristic:

[0016] • permitir a conexão rápida entre trechos de linhas de subtransmissão aéreas e/ou conexões internas a subestações na tensão de 138 kV. A figura 3 mostra uma Bobina Metálica 300 da presente invenção que possui as seguintes características: • proporcionar segurança no armazenamento e transporte dos cabos 100 e dos terminais 200 considerando seu peso (500 metros de cabo de 1200 mm2 pesam, aproximadamente, 5 toneladas) e com dimensões reduzidas, devido às restrições de caminhões de transporte nas grandes cidades e para atender aos elementos de lançamento, fixação e enrolamento do equipamento (cabos isolados e terminais), considerando as faixas estreitas de segurança de linhas aéreas de subtransmissão de segurança.[0016] • allow quick connection between sections of overhead subtransmission lines and/or internal connections to substations at a voltage of 138 kV. Figure 3 shows a Metal Coil 300 of the present invention that has the following characteristics: • providing security in the storage and transport of cables 100 and terminals 200 considering their weight (500 meters of 1200 mm2 cable weighs approximately 5 tons) and with reduced dimensions, due to the restrictions of transport trucks in large cities and to meet the launching, fixing and winding elements of the equipment (insulated cables and terminals), considering the narrow safety bands of safety sub-transmission overhead lines.

[0017] A figura 4 mostra uma estrutura em cantoneiras 400 montada por treliças de aço galvanizado para fixação e suporte temporário dos terminais.[0017] Figure 4 shows a structure in angles 400 mounted by galvanized steel trusses for fixing and temporary support of the terminals.

[0018] A figura 5 mostra elementos de lançamento, fixação dos cabos no local de aplicação, e enrolamento dos cabos de potência isolados 500 para facilitar a atividade de lançamento e enrolamento dos cabos isolados 100 em locais de difícil acesso e com restrições de espaço físico, composto por: • equipamento com cilindros de aço motorizados 510 (SKID ROLLER); • roletes de polipropileno com estrutura de aço carbono 520, conforme ilustrado na figura 6; e • cintas de poliéster com catracas de aço 530, conforme ilustrado na figura 7.[0018] Figure 5 shows elements of launching, fixing the cables at the application site, and winding the insulated power cables 500 to facilitate the activity of launching and winding the insulated cables 100 in places of difficult access and with physical space restrictions , comprising: • equipment with 510 motorized steel cylinders (SKID ROLLER); • polypropylene rollers with 520 carbon steel structure, as shown in figure 6; and • polyester straps with 530 steel ratchets, as shown in figure 7.

[0019] A figura 8 ilustra, de modo geral, uma concretização preferencial da presente invenção, com a montagem entre os cabos de potência isolados 100 e as catracas de aço 530.[0019] Figure 8 generally illustrates a preferred embodiment of the present invention, with the assembly between the insulated power cables 100 and the steel ratchets 530.

[0020] A configuração construtiva para conexão temporária de trechos de linhas de subtransmissão permite que se obtenha um excelente nível de funcionalidade, sendo aplicável para atender as necessidades e particularidades do sistema de distribuição de energia elétrica do Brasil. Sua aplicação traz as seguintes vantagens: • Redução de custos associados às conexões temporárias; • Redução do tempo de instalação, movimentação, lançamento, fixação e enrolamento dos cabos de potência isolados 100; e • Maior segurança no armazenamento e transporte dos cabos 100 e dos terminais 200.[0020] The constructive configuration for the temporary connection of sections of subtransmission lines allows an excellent level of functionality to be obtained, being applicable to meet the needs and particularities of the electricity distribution system in Brazil. Its application brings the following advantages: • Reduction of costs associated with temporary connections; • Reduction of installation time, movement, launching, fixing and winding of insulated power cables 100; and • Greater security in the storage and transport of cables 100 and terminals 200.

[0021] A Conexão Temporária entre Trechos de Linhas Aéreas de Subtransmissão, objeto da presente invenção, será empregado durante a reconstrução ou manutenção de trechos de linhas aéreas de subtransmissão.[0021] The Temporary Connection between Sections of Subtransmission Overhead Lines, object of the present invention, will be used during the reconstruction or maintenance of sections of subtransmission overhead lines.

[0022] Inúmeras variações incidindo no escopo de proteção do presente pedido são permitidas. Dessa forma, reforça-se o fato de que a presente invenção não está limitada às configurações/concretizações particulares acima descritas.[0022] Numerous variations focusing on the protection scope of this application are allowed. Thus, it reinforces the fact that the present invention is not limited to the particular configurations/embodiments described above.

Claims

1. Temporary connection system between sections of sub-transmission overhead lines, characterized by the fact that it comprises: • Flexible insulated power cables of 138 kV (100); • 138 kV dry terminals and accessories (200) connected to flexible cables (100) to connect the sub-transmission overhead line sections; • Elements for launching, fixing and winding the insulated power cables (500) consisting of: a motorized equipment (SKID ROLLER) (510), polypropylene rollers with a carbon steel structure (520), and polyester straps with steel ratchets (530) to lock the insulated flexible cables (100); • Metal coil (300) to store and transport the insulated flexible cables (100), in which the metal coil (300) is fixed on the motorized equipment (SKID ROLLER) (510) for launching the insulated flexible cables (100); and • Frames in galvanized steel angles (400) and mounted by steel trusses to temporarily secure and support dry terminals (200) connected to flexible insulated cables (100).