BR112017025185B1

BR112017025185B1 - Montagem de juntas rígidas

Info

Publication number: BR112017025185B1
Application number: BR112017025185-0A
Authority: BR
Inventors: Armando León-Guarena; Andreas Tyrberg; Henrik Ekholm
Original assignee: Nkt Hv Cables Gmbh
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2022-07-05
Also published as: BR112017025185A2; EP3304666A1; BR112017025128A2; EP3304666B1; JP6616430B2; US10063044B2; AU2015397106A1; CA2987983C; KR20180014000A; WO2016192778A1; ES2711172T3; EP3304665B1; AU2016269630A1; KR102342659B1; WO2016193115A1; AU2015397106B2; JP2018524960A; KR20180013999A; CA2988444A1; ES2829848T3

Abstract

MONTAGEM DE JUNTAS RÍGIDAS. A presente invenção refere-se a montagem de juntas rígidas que compreende primeira e segunda seções de extremidade de núcleo de cabo (12, 112) de primeiro e segundo cabos elétricos (10, 110), sendo que as ditas primeira e segunda respectivas seções de extremidade de núcleo de cabo compreendem núcleo de cabo elétrico compreendendo pelo menos condutor elétrico interno (14), sistema de isolamento compreendendo pelo menos camadas semicondutoras interna e externa (15, 17), e camada de isolamento (16). A montagem de juntas rígidas ainda compreende conexão de juntas (20) dentro da qual os núcleos de cabo elétrico das primeira e segunda seções de extremidade de núcleo de cabo são ligados, e uma montagem de invólucro de metal à prova dágua (30) que circunda a conexão de juntas. A montagem de invólucro tem primeira e segunda partes de entrada de cabo (32, 132) que compreendem aberturas (34, 134) para receber primeira e segunda seções de extremidade de núcleo de cabo. A montagem de juntas rígidas ainda compreende primeiro e segundo membros de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo (40, 140) que circundam primeira e segunda seções de extremidade de núcleo de cabo (12, 112) nas primeira e segunda partes de entrada de cabo (32, 132), e o respectivo membro de prevenção contra deformação (40, 140) compreende tubo rígido (41) que circunda a respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo na respectiva parte de entrada de cabo.

Description

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[0001] A invenção refere-se a uma montagem de juntas rígidas para cabos elétricos e, principalmente, cabos submarinos de média ou alta- tensão.

ANTECEDENTES

[0002] Os cabos de alta-tensão (HV) e média tensão (MV) são usados para a distribuição de energia na terra e no mar. Tais cabos usam frequentemente um sistema de isolamento extrudado e compreendem um condutor elétrico que é circundado por um sistema de isolamento e várias camadas de materiais diferentes que têm diferentes propósitos e usos, por exemplo, aproximadamente de oito a nove camadas. O sistema de isolamento compreende uma camada semicondutora interna mais próxima ao condutor, uma camada de isolamento externamente à tela de condutor e uma camada semicondutora externa.

[0003] É comum usar o termo núcleo de cabo, e geralmente o núcleo de cabo compreende as camadas principais de um condutor elétrico interno e o sistema de isolamento conforme descrito acima e compreendendo pelo menos uma camada semicondutora interna, uma camada de isolamento e uma camada semicondutora externa. O termo núcleo de cabo normalmente também inclui, externamente ao isolamento e de dentro para fora, qualquer material de dilatação opcional, se usado, uma bainha de metal e uma bainha de revestimento extrudada que pode ser semicondutora ou isolante.

[0004] Uma junta pré-fabricada pode ser usada quando se une dois comprimentos de cabos. A junta pré-fabricada compreende um corpo de junta pré-moldado/pré-fabricado de, por exemplo, borracha que é usado para restaurar o sistema de isolamento quando se une os dois comprimentos de cabos. Os condutores dos núcleos de cabo são unidos e os sistemas de isolamento dos núcleos de cabo unidos são restaurados no corpo de junta. Esse tipo de junta é comumente usado para unir cabos de alta-tensão a um sistema de isolamento extrudado que normalmente compreende polietileno reticulado (XLPE). Para cabos submarinos, o corpo de junta pré-fabricado é montado no ar na pressão atmosférica e, então, instalado no interior de um invólucro de metal à prova d’água. A bainha de metal do núcleo de cabo é normalmente conectada ao invólucro através de soldagem fraca, alcançando, desse modo, um projeto à prova d’água de uma maneira geral para a junta.

[0005] Para os cabos submarinos de CC que contêm um núcleo de cabo, uma junta rígida consiste em um desses invólucros metálicos que contêm uma junta de núcleo de cabo, em que o invólucro normalmente é instalado em um recipiente externo que também é usado para conectar as camadas de reforço dos cabos. Para os cabos submarinos de CA que contêm três núcleos de cabo, uma junta rígida consiste em três desses invólucros metálicos, sendo que cada um contém uma junta de núcleo, em que o invólucro é normalmente instalado em um recipiente externo que também é usado para conectar as camadas de reforço dos cabos. A junta inteira, que inclui o recipiente externo, é comumente denominada uma junta rígida.

[0006] Quando tal junta rígida é usada para a união de cabos submarinos, o recipiente externo que circunda o invólucro/invólucros de metal à prova d’água tem uma função mecânica de proteger os invólucros e o mesmo normalmente é preenchido com água, quando o cabo e a junta rígida estiverem submersos na água. Portanto, o invólucro à prova d’água interno funciona como um vaso de pressão com uma pressão atmosférica dentro, e uma pressão hidrostática da água fora do invólucro. Isso resulta em um gradiente de pressão ao longo do núcleo elétrico que é unido. O tipo de junta rígida descrito acima com corpo de junta de borracha pré-fabricado foi implementado com sucesso para cabos submarinos em profundidade de água de até aproximadamente 600 m, o que corresponde a uma pressão hidrostática de aproximadamente 6 MPa.

[0007] Contudo, surge a questão se tais juntas rígidas poderiam ser usadas para grandes profundidades de água, mais profundas que 600 m.

[0008] Foi constatado que para grandes profundidades de água, a situação não parece satisfatória se uma junta rígida comum for usada. De acordo com a análise numérica e os experimentos, espera-se uma deformação excessiva sobre o isolamento extrudado em uma região de transição crítica exatamente do lado de fora do invólucro interno, em que o núcleo de cabo entra no invólucro interno. Uma redução significativa no diâmetro externo do isolamento de núcleo de cabo ocorre chamado afunilamento, que é devido à deformação, elasticidade e/ou ao arrastamento plástico do isolamento de cabo. Tais deformações podem afetar significativamente as características elétricas ideais do isolamento extrudado, por exemplo, criar consequências indesejáveis para a distribuição de campo elétrico sobre o cabo e, portanto, causar sua falha sob operação.

[0009] A região de transição crítica, em que o núcleo de cabo está perto de entrar no invólucro interno da junta, é gravemente afetada por um gradiente ou uma diferença de pressão significativa. Do lado de fora do invólucro, o núcleo de cabo é exposto a uma alta pressão hidrostática devido à grande profundidade de água, enquanto dentro do invólucro, o núcleo de cabo está sob pressão atmosférica. Durante a operação, o sistema de isolamento será aquecido, o que reduz a força mecânica do isolamento extrudado, tornando o isolamento ainda mais suscetível à deformação.

[0010] Além disso, sobre essa região de transição crítica, a alta diferença de pressão cria um estado de estresse compressivo desequilibrado significativo no cabo ao longo da sua direção axial. Portanto, ao mesmo tempo que o afunilamento excessivo ocorre, existe uma tendência para o isolamento extrudado ser deslocado ao longo da direção axial do núcleo de cabo em direção ao interior do invólucro, em que a pressão é mais baixa. Além de afetar negativamente as propriedades elétricas, isso também poderia afetar a impermeabilidade do invólucro na localização em que o núcleo entra no invólucro.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0011] Um objetivo da presente invenção é fornecer uma montagem de juntas rígidas aperfeiçoada que seja adequada para uso em cabos submarinos em grande profundidade de água.

[0012] De acordo com a presente invenção, é definida uma montagem de juntas rígidas que compreende uma primeira seção de extremidade de núcleo de cabo de um primeiro cabo elétrico e uma segunda seção de extremidade de núcleo de cabo de um segundo cabo elétrico, sendo que a dita primeira e a dita segunda respectivas seções de extremidade de núcleo de cabo compreendem um núcleo de cabo elétrico que compreende pelo menos um condutor elétrico interno e um sistema de isolamento que compreende pelo menos uma camada semicondutora interna, uma camada de isolamento e uma camada semicondutora externa, em que a dita montagem de juntas rígidas ainda compreende uma conexão de juntas dentro da qual o núcleo de cabo elétrico da primeira seção de extremidade de núcleo de cabo do primeiro cabo elétrico é unido ao núcleo de cabo elétrico da segunda seção de extremidade de núcleo de cabo do segundo cabo elétrico, em que a montagem de juntas rígidas ainda compreende uma montagem de invólucro de metal à prova d’água que circunda a conexão de juntas, cuja montagem de invólucro compreende um corpo de invólucro, uma primeira parte de entrada de cabo que compreende uma abertura para receber o núcleo de cabo da primeira seção de extremidade de núcleo de cabo do primeiro cabo e uma segunda parte de entrada de cabo que compreende uma abertura para receber a segunda seção de extremidade de núcleo de cabo do segundo cabo, e sendo que a montagem de invólucro contém um gás comprimido, caracterizada ainda por compreender um primeiro membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo que circunda a primeira seção de extremidade de núcleo de cabo na primeira parte de entrada de cabo e um segundo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo que circunda a segunda seção de extremidade de núcleo de cabo na segunda parte de entrada de cabo, e por o primeiro e o segundo respectivos membros de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo compreenderem um tubo rígido que circunda a respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo na respectiva parte de entrada de cabo.

[0013] Fornecendo-se um membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo que compreende um tubo rígido que circunda a seção de extremidade de núcleo de cabo do respectivo cabo na parte de entrada de cabo da montagem de invólucro, é obtida a vantagem de que a montagem de juntas rígidas pode ser usada para a união dos cabos submarinos extrudados em grandes profundidades de água, visto que a seção de extremidade de núcleo de cabo nas proximidades da parte de entrada de cabo da montagem de invólucro, em que a seção de extremidade de núcleo de cabo está sujeita à diferença de pressão entre a pressão de gás no interior da montagem de invólucro e uma pressão hidrostática externamente à montagem de invólucro e compreende a região de transição crítica, será protegida pelo tubo rígido. Consequentemente, o sistema de isolamento do cabo na seção de extremidade de núcleo de cabo será protegido

[0014] contra deformação, tal como afunilamento, e o tubo rígido também atuará para evitar que o isolamento seja deslocado na direção axial, a partir do lado com pressão hidrostática na montagem de invólucro com pressão mais baixa, em que o tubo rígido circunda a seção de extremidade de núcleo de cabo, visto que o tubo rígido atuará para conter a seção de extremidade de núcleo de cabo com o sistema de isolamento no interior do tubo. Se não houver um local em que o material possa ser deslocado ou tenha permissão para expandir, não poderá existir nenhum afunilamento.

[0015] De acordo com um recurso, o tubo rígido pode, pelo menos em parte, se estender no interior da parte de entrada de cabo da montagem de invólucro. Isso ajudará a evitar que o sistema de isolamento seja deformado e/ou deslocado na parte de entrada de cabo da montagem de invólucro. Contudo, deve-se notar que geralmente é concebível que o tubo rígido possa ser localizado totalmente fora da parte de entrada de cabo da montagem de invólucro, totalmente dentro da parte de entrada de cabo da montagem de invólucro ou parcialmente fora e parcialmente dentro da parte de entrada de cabo da montagem de invólucro. No entanto, o tubo rígido deveria preferencialmente estar localizado de modo que não existam partes do sistema de isolamento de cabo que estejam diretamente expostas à pressão externa entre o tubo rígido e a parte de entrada de cabo da montagem de invólucro. De acordo com outro recurso, o tubo rígido pode ter uma superfície interna cilíndrica que está em contato contínuo com uma superfície externa da seção de extremidade de núcleo de cabo que o mesmo circunda. Ter contato contínuo sobre algum comprimento também contribuirá para evitar que o sistema de isolamento, ou partes do mesmo, seja deformado e/ou deslocado na parte de entrada de cabo da montagem de invólucro. A superfície interna cilíndrica pode ter um comprimento axial de pelo menos 50 mm, preferencialmente pelo menos 100 mm, ou até mesmo pelo menos 150 mm.

[0016] De acordo com um recurso adicional, o tubo rígido do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo pode estar em contato direto com a respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo. O contato direto também contribuirá para evitar a deformação e/ou deslocamento do sistema de isolamento.

[0017] De acordo com mais outro recurso, o tubo rígido do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo pode ser preso na respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo de modo que o movimento axial do sistema de isolamento em relação ao tubo rígido seja evitado. Fixando-se de maneira eficaz o tubo rígido à seção de extremidade de núcleo de cabo, é obtida uma prevenção mais eficaz contra deformação e/ou deslocamento do sistema de isolamento de cabo.

[0018] Por exemplo, o tubo rígido do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo pode ser pressionado na respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo, criando, desse modo, uma pressão de contato entre o sistema de isolamento de cabo e o tubo rígido. Isso será muito eficaz para evitar a deformação e/ou deslocamento do sistema de isolamento de cabo ou partes do mesmo. A palavra pressionado inclui, por exemplo, preensão e, por exemplo, crimpagem por meio de uma ferramenta de crimpagem.

[0019] De acordo com uma variante, o tubo rígido do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo pode ser preso diretamente na camada semicondutora externa do sistema de isolamento do núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo.

[0020] De acordo com outra variante, em que o núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo compreende ainda uma bainha de metal externa, externamente ao sistema de isolamento de cabo, o tubo rígido do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo pode ser preso na bainha de metal externa do núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo.

[0021] De acordo com mais outra variante, em que o núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo compreende ainda um material de base externamente ao sistema de isolamento de cabo, o tubo rígido do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo pode ser preso no material de base do núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo.

[0022] De acordo com mais outra variante, em que o núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo compreende ainda uma bainha de metal externa, externamente ao sistema de isolamento de cabo, e uma bainha de revestimento protetora externamente à bainha de metal externa, o tubo rígido do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo pode ser preso na bainha de revestimento protetora do núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo. Tal bainha de revestimento pode, por exemplo, ser de polímero extrudado, a mesma pode ser de um material isolante ou pode ser de um material semicondutor.

[0023] De acordo com um recurso adicional, a montagem de juntas rígidas pode compreender, em cada seção de extremidade de núcleo de cabo, uma disposição de fixação que trava axialmente o tubo rígido do membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo em relação à montagem de invólucro. Travando-se também o tubo rígido em relação à montagem de invólucro e, desse modo, travando a seção de extremidade de núcleo de cabo à montagem de invólucro, uma maneira ainda mais eficaz é obtida para evitar a deformação e/ou deslocamento do sistema de isolamento de cabo ou partes do mesmo.

[0024] De acordo com mais outro recurso, a respectiva parte de entrada de cabo pode ser uma parte separada conectada ao corpo de invólucro. Isso facilitará a montagem das diferentes partes da montagem de juntas rígidas.

[0025] A conexão de juntas mencionada é principalmente, mas sem limitação, o tipo de junta pré-fabricada conhecido na técnica anterior conforme descrito acima e que compreende um corpo de borracha de junta pré-moldada/pré-fabricada que é usado para unir dois comprimentos de cabos. O tipo de cabo é principalmente, mas sem limitação, um cabo submarino que tem um núcleo de cabo que compreende um condutor interno e um sistema de isolamento extrudado conforme descrito acima. O núcleo de cabo também pode compreender camadas adicionais, tais como uma bainha de metal, uma camada de base, uma camada protetora externa de, por exemplo, polímero, conforme indicado nas reivindicações anexas. O cabo também pode compreender uma camada de reforço de tração de, por exemplo, fios de metal, ou outros membros de transporte de carga. Quando estabelecido na água, uma ou mais montagens de juntas rígidas, de acordo com a invenção, seriam instalados normalmente em um recipiente externo que também pode ser usado para conectar as camadas de reforço dos cabos, conforme descrito anteriormente.

[0026] Os recursos e as vantagens adicionais da invenção também se tornarão evidentes a partir da descrição detalhada das modalidades a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0027] A invenção será descrita agora em mais detalhes com referência aos desenhos esquemáticos anexos que ilustram diferentes aspectos e modalidades da invenção, apresentados somente como exemplos, e sendo que:

[0028] A figura 1 ilustra esquematicamente uma modalidade de uma montagem de juntas rígidas, de acordo com a presente invenção, em uma vista em perspectiva,

[0029] A figura 2 é uma ilustração esquemática mais detalhada da montagem de juntas rígidas da figura 1, parcialmente em corte transversal, e

[0030] A figura 3 é uma ilustração esquemática de uma modalidade de uma montagem de juntas rígidas, em corte transversal.

[0031] Os elementos que são os mesmos ou representam elementos equivalentes ou correspondentes foram apresentados com os mesmos números de referência nas diferentes figuras.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0032] Na figura 1 é ilustrada uma montagem de juntas rígidas 1 que compreende uma conexão de juntas 20 dentro da qual a extremidade de núcleo de um primeiro cabo elétrico 10 e a extremidade de núcleo de um segundo cabo elétrico 110 são conectadas. Os cabos são cabos de média ou alta-tensão adequados para instalação submarina. A conexão de juntas é, por exemplo, uma junta pré-fabricada do tipo descrito acima que compreende um corpo de junta de borracha pré-moldado/pré-fabricado que é usado para restaurar o sistema de isolamento em que as duas extremidades de núcleo são unidas. A conexão de juntas 20 é localizada no interior oco 36 de uma montagem de invólucro de metal à prova d’água 30, consulte a figura 2. A montagem de invólucro 30 compreende um corpo de invólucro 31 e uma primeira parte de entrada de cabo 32 que tem uma abertura 34 através da qual uma seção de extremidade de núcleo de cabo 12 do primeiro cabo 10 entra na montagem de invólucro. Essa seção de extremidade de núcleo de cabo 12 do primeiro cabo será denominada a primeira seção de extremidade de núcleo de cabo. A montagem de invólucro 30 compreende ainda, na extremidade oposta à primeira parte de entrada de cabo 32, uma segunda parte de entrada de cabo 132 que tem uma abertura 134 através da qual uma seção de extremidade de núcleo de cabo 112 do segundo cabo 110 entra na montagem de invólucro. Essa seção de extremidade de núcleo de cabo 112 do segundo cabo será denominada a segunda seção de extremidade de núcleo de cabo.

[0033] Deve-se entender que a montagem de invólucro dessa maneira pode compreender diversos componentes que originalmente são partes separadas que são montadas em conjunto e conectadas, por exemplo, por soldagem ou outros meios. Por exemplo, a fim de ter capacidade para montagem de invólucro sobre a conexão de juntas, a montagem de invólucro seria dividida em pelo menos duas metades de montagem de invólucro, tal como uma metade inferior e uma metade superior, que são reunidas de modo a obter a montagem de invólucro, normalmente soldadas juntas. Quando se refere à montagem de invólucro, deve-se entender que a palavra montagem de invólucro significa a montagem de invólucro inteira e inclui todas as partes da montagem de invólucro, independentemente de serem partes integrais ou componentes que foram reunidos de modo a formar a montagem de invólucro, a menos que seja indicado explicitamente o contrário.

[0034] Quando se estabelecem os cabos com a montagem de juntas rígidas mostrada, uma (se for cabo de CC) ou três (se forem cabos de CA) dessas montagens de juntas rígidas são instaladas em um recipiente externo (não mostrado) que também é usado para conectar as camadas de reforço (não mostradas) dos cabos. No caso dos cabos submarinos, o recipiente externo é preenchido com água que irá, consequentemente, circundar a montagem de invólucro 30. Contudo, no interior da montagem de invólucro ainda existe a mesma pressão de ar na qual a montagem de invólucro foi instalada em torno da conexão de juntas no local de instalação ou de reparo, por exemplo, uma embarcação.

[0035] Um corte transversal esquemático de um exemplo de um cabo 10 é mostrado na figura 3, junto com uma modalidade da montagem de juntas rígidas de acordo com a presente invenção. O tipo de cabo de alta-tensão extrudado em questão, por exemplo, do tipo XLPE, terá muitas camadas, mas somente as camadas principais do núcleo de cabo são mostradas na figura 3. No exemplo ilustrado, é mostrado um condutor elétrico 14 circundado por um sistema de isolamento que compreende uma camada semicondutora interna 15, uma camada de isolamento 16 de, por exemplo, XLPE, e uma camada semicondutora externa 17. Externamente ao sistema de isolamento existe uma bainha de metal 18, por exemplo, uma bainha de chumbo. As mesmas compreendem as camadas principais do núcleo de cabo. O núcleo de cabo também pode compreender ocasionalmente outras camadas internas, por exemplo, preenchimentos ou bases, e o mesmo pode compreender uma bainha de revestimento extrudada externamente à bainha de metal. O cabo compreenderá outras camadas externamente ao núcleo de cabo, incluindo camada (ou camadas) de reforço de tração. Contudo, essas camadas externas foram removidas na seção de extremidade de núcleo de cabo 12 do cabo 10 quando se preparava o cabo para a junta. No exemplo ilustrado, a seção de extremidade de núcleo de cabo 12 do cabo 10 compreende somente as camadas de núcleo de cabo principais mencionadas.

[0036] No interior 36 dao montagem de invólucro existe um gás comprimido, normalmente ar na pressão atmosférica. Contudo, o cabo 10 do lado de fora da montagem de invólucro está sujeito à pressão hidrostática da água, conforme já explicado, e essa pressão é muito maior que a pressão no interior da montagem de invólucro. Isso resulta em um gradiente de pressão que afetará a seção de extremidade de núcleo de cabo 12 do isolamento em uma região de transição de pressão nas proximidades em que o núcleo entra na montagem de invólucro. Essa região de transição se estenderá do lado de fora em que a seção de extremidade 12 do núcleo entra na montagem de invólucro 30 através da abertura 34 e também se estenderá para parte do comprimento no interior da parte de entrada de cabo 32 da montagem de invólucro. Conforme pode ser visto nas figuras, a montagem de invólucro 30 normalmente tem porções de extremidade em formato de cone que são encerradas por partes em formato de luva que circundam o núcleo de cabo estreitamente, em que o núcleo de cabo entra na montagem de invólucro. A fim de evitar a deformação do núcleo de cabo e, em particular, a deformação da camada de isolamento de núcleo de cabo 16 causada pelo gradiente de pressão, um membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo 40 está disposto de modo a circundar a seção de extremidade de núcleo de cabo 12 do cabo 10 na primeira parte de entrada de cabo 32, consulte as figuras 2 e 3. Um membro de prevenção correspondente contra deformação de sistema de isolamento de cabo 140 também está disposto de modo a circundar a seção de extremidade de núcleo de cabo 112 do segundo cabo 110. Na modalidade ilustrada, o membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo 40, 140 está no formato de um tubo rígido protetor 41 que circunda a seção de extremidade de núcleo de cabo 12, 112 do cabo 10, 12 nas primeira e segunda respectivas partes de entrada de cabo 32, 132. O tubo está disposto de maneira concêntrica com a seção de extremidade de núcleo de cabo do cabo e poderia encaixar estreitamente sobre o núcleo para evitar que o isolamento de cabo seja deslocado e redistribuído axialmente ao longo do núcleo de cabo devido às diferenças de pressão. Se existir uma alta pressão no núcleo de cabo em uma área, isso pode levar à deformação nessa área por afunilamento se for permitido que o material de isolamento seja deslocado da área de afunilamento, ao longo do eixo geométrico do cabo, até outra área com pressão mais baixa, em que o mesmo pode expandir e, em vez disso, um avolumamento do isolamento ocorrerá. Tendo-se um encaixe estreito do tubo sobre núcleo de cabo, tal deformação pelo deslocamento do material de isolamento será evitada, visto que não haverá espaço vazio no interior do tubo que permita qualquer avolumamento do material de isolamento. Criando-se uma pressão de contato entre o tubo e o isolamento, a força de atrito resultante evitará o deslocamento axial do sistema de isolamento em relação ao tubo. Portanto, o tubo 41 deve ter uma superfície interna lisa que possa encaixar de maneira cômoda a seção de extremidade de núcleo de cabo 12 do cabo 10 e também, preferencialmente, estar em contato constante com a superfície externa da seção de extremidade de núcleo de cabo. A fim de alcançar isso, o tubo preferencialmente terá uma superfície interna cilíndrica 43 que está em contato contínuo com a superfície externa da seção de extremidade de núcleo de cabo que o mesmo circunda. Também é preferencial que a superfície interna do tubo rígido esteja em contato direto com a superfície externa da seção de extremidade de núcleo de cabo. O tubo preferencialmente tem uma espessura de parede uniforme.

[0037] O tubo rígido 41 é preso na respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo 12; 112 de modo que o movimento axial do sistema de isolamento 15, 16, 17 em relação ao tubo rígido seja evitado, e isso pode, por exemplo, ser feito por atrito, conforme mencionado acima.

[0038] Alternativamente, o tubo 41 pode ser pressionado no núcleo da seção de extremidade de núcleo de cabo, por exemplo, por crimpagem, de modo que não tenha vãos entre o tubo e o núcleo e crie uma pressão de contato entre o tubo e o sistema de isolamento para evitar também o deslocamento axial do material de isolamento de cabo. O tubo é preferencialmente produzido a partir de metal, por exemplo, aço, que pode suportar altas pressões externas e internas. Por exemplo, o tubo rígido 41 pode ser produzido com um diâmetro interno que é ligeiramente mais amplo que o diâmetro externo do núcleo de cabo de modo que o tubo rígido possa ser inserido axialmente na seção de extremidade de núcleo de cabo 12, antes de unir as duas extremidades de núcleo de cabo. Quando o tubo rígido tiver sido instalado na sua posição correta sobre o núcleo de cabo, uma ferramenta é usada para prender o tubo no núcleo de cabo, por exemplo, por pressão, de modo que obtenha o contato contínuo apropriado entre o interior da superfície 43 do tubo rígido e a superfície externa da seção de extremidade de núcleo de cabo 12.

[0039] A seção de extremidade de núcleo de cabo 12 e o membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo 40, ou seja, o tubo 41, também deve ser preferencialmente imóvel na direção axial em relação à montagem de invólucro 30. Na figura 3 é ilustrada uma disposição de fixação 50 para travar axialmente o membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo 40, ou seja, o tubo 41 nessa modalidade, em relação à montagem de invólucro 30. A disposição de fixação compreende uma parte curta em formato de tubo 52 dotada de um flange de parafuso 54. A parte em formato de tubo 52 é concêntrica com o tubo 41 e é contígua a uma extremidade do tubo, ou seja, a extremidade do tubo que está voltada para o interior da montagem de invólucro. A parte de flange 54 é perpendicular à parte em formato de tubo e é dotada de orifícios para parafusos por meio dos quais a mesma pode ser presa à parte de entrada de cabo 32 da montagem de invólucro. Visto que a extremidade interior do tubo rígido 41, ou seja, a extremidade que está voltada para o interior da montagem de invólucro, é contígua à parte em formato de tubo 52 da disposição de fixação que é presa por parafusos à parte de entrada de cabo 32 da montagem de invólucro 30, o tubo rígido não pode se mover axialmente na direção voltada para o interior da montagem de invólucro. Geralmente, essa direção é a única direção em que o tubo se moveria, devido ao gradiente de pressão. Como uma alternativa para a disposição de fixação descrita que usa um flange de parafuso, a soldagem das partes pode ser usada.

[0040] A parte de entrada de cabo 32 pode ser um componente da montagem de invólucro que originalmente é uma parte separada de modo que facilite a montagem da disposição de fixação. Depois da montagem da disposição de fixação, a respectiva parte de entrada de cabo 32, 132 seria, então, conectada ao corpo de invólucro 31. Normalmente, isso é feito por soldagem de modo que obtenha a vedação metálica à prova d’água que é exigida para a montagem de invólucro inteira. Como outra alternativa, a parte de entrada de cabo 32 pode ser uma parte integral da montagem de invólucro 30.

[0041] Na extremidade oposta do membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo 40, ou seja, o tubo 41,existe um enxerto 60 inserido entre o tubo 41 e a parede circundante da montagem de invólucro 30, ou seja, na parede da parte de entrada de cabo 32. Esse enxerto é projetado para preencher o vão entre a seção de extremidade de núcleo de cabo 12, o tubo 41 e a parede da montagem de invólucro 30. O enxerto é anular ou compreende duas partes semianulares, preferencialmente de metal. Essa região de extremidade do membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo 40, ou seja, a extremidade que está voltada para a direção oposta ao interior da montagem de invólucro 30, também é coberta por soldagem fraca com chumbo 70 que assegura a impermeabilidade e uma barreira de fusão metálica. A solda cobre a extremidade da parte de entrada de cabo 32 da montagem de invólucro, o enxerto 60, e se estende na bainha de metal do núcleo de cabo. Alternativamente, se o membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo 40 se estender mais para fora da montagem de invólucro 30, a parte de entrada de cabo 32 da montagem de invólucro pode ser soldada de modo fraco ou soldada diretamente no membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo 40. O membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo é conectado à bainha de metal por soldagem fraca.

[0042] No exemplo ilustrado, a camada externa do núcleo de cabo no qual o membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo 40 é montado foi descrita como a bainha de metal. Contudo, também pode ser possível montar o membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo diretamente na camada semicondutora externa do sistema de isolamento. Alternativamente, se a seção de extremidade de núcleo de cabo compreender um material de base externamente ao sistema de isolamento de cabo, tal como uma camada de fita, o membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo pode ser preso no material de base. Também pode ser possível montar o membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo em uma bainha de revestimento protetora que é aplicada sobre a bainha de metal. Independentemente de qual camada o membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo esteja montado, as soldagens fracas descritas acima que cobrem a extremidade da parte de entrada de cabo 32 da montagem de invólucro e o enxerto 60, ou as variantes descritas, são sempre feitas na bainha de metal 18 do núcleo de cabo.

[0043] Deve-se entender que a localização axial exata do membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo 40, 140 em relação à respectiva abertura de entrada de cabo 34, 134 da montagem de invólucro 30 pode variar dependendo das circunstâncias em uma base de caso a caso. Geralmente, o tubo rígido 41 do membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo 40, 140 deve preferencialmente estar localizado de modo que não haja parte do sistema de isolamento de cabo que esteja diretamente exposta à pressão externa entre o tubo rígido e a parte de entrada de cabo da montagem de invólucro. Preferencialmente, o tubo rígido deve, pelo menos em parte, se estender no interior da parte de entrada de cabo da montagem de invólucro, como no exemplo ilustrado. O comprimento do tubo rígido 41 pode variar dependendo das circunstâncias em particular de cada caso. Um comprimento de pelo menos 50 mm é geralmente preferencial e, mais preferencialmente, pelo menos 100 mm, ou até pelo menos 150 mm.

[0044] Nas figuras 2 e 3 e na parte da descrição acima que está relacionada a essas figuras, a palavra cabo foi usada e os números de referência relacionados ao primeiro cabo na junta da figura 1 foram usados. Contudo, deve-se entender que tudo o que foi descrito em relação ao "cabo" e com o uso dos números de referência do primeiro cabo são igualmente aplicáveis ao segundo cabo 110 mostrado na figura 1.

[0045] A fim de obter a junta rígida final, a montagem de juntas rígidas inovadora descrita é instalada em um recipiente externo (não mostrado) da maneira usual que foi descrita na parte de antecedentes desta descrição. Para os cabos submarinos de CC que contêm um núcleo de cabo, uma montagem de juntas rígidas é instalada no recipiente externo que também é usado para conectar as camadas de reforço do cabo. Para os cabos submarinos de CA que contêm três núcleos de cabos, três das montagens de juntas rígidas inovadoras descritas são instaladas em um recipiente externo que também é usado para conectar as camadas de reforço dos cabos.

[0046] A invenção não deverá ser considerada limitada às modalidades ilustradas, mas pode ser modificada e alterada de várias maneiras, como uma pessoa versada na técnica perceberia, sem se desviar do escopo definido nas reivindicações anexas. Em particular, a invenção não deve ser limitada a um certo tipo de cabo, mas deve abranger qualquer tipo de cabo elétrico que tem um ou mais núcleos de cabo elétrico que seja abrangido pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Montagem de juntas rígidas compreendendo uma primeira seção de extremidade de núcleo de cabo (12) de um primeiro cabo de distribuição de energia elétrica (10), e uma segunda seção de extremidade de núcleo de cabo (112) de um segundo cabo de distribuição de energia elétrica (110), sendo que as ditas primeira e segunda respectivas seções de extremidade de núcleo de cabo compreendem um núcleo de cabo elétrico que compreende pelo menos um condutor elétrico interno (14), e um sistema de isolamento em que dita montagem de juntas rígidas ainda compreender uma conexão de juntas (20) dentro do qual o núcleo de cabo elétrico da primeira seção de extremidade de núcleo de cabo do primeiro cabo elétrico (10) é ligado ao núcleo de cabo elétrico da segunda seção de extremidade de núcleo de cabo do segundo cabo elétrico (110), sendo que a montagem de juntas rígidas ainda compreende uma montagem de invólucro de metal à prova d’água (30) que circunda a conexão de juntas, cuja montagem de invólucro compreende um corpo de invólucro (31), uma primeira parte de entrada de cabo (32) que compreende uma abertura (34) para receber a primeira seção de extremidade de núcleo de cabo do primeiro cabo e uma segunda parte de entrada de cabo (132) que compreende uma abertura (134) para receber a segunda seção de extremidade de núcleo de cabo do segundo cabo, e sendo que a montagem de invólucro (30) contém um gás comprimido, a montagem de juntas rígidas ainda compreendendo um primeiro membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo (40) que circunda a primeira seção de extremidade de núcleo de cabo (12) na primeira parte de entrada de cabo (32) e um segundo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo (140) que circunda a segunda seção de extremidade de núcleo de cabo (112) na segunda parte de entrada de cabo (132), caracterizada pelo fato de que o sistema de isolamento compreende pelo menos uma camada interna semicondutora (15), uma camada de isolamento (16) e uma camada externa semicondutora (17), e que os primeiro e segundo respectivos membros de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo (40; 140) compreendem um tubo rígido (41) que circunda a respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo (12; 112) na respectiva parte de entrada de cabo (32; 132), sendo que o tubo tem uma espessura de parede uniforme e o tubo rígido (41) tem uma superfície interna cilíndrica (43) que está em contato contínuo com uma superfície externa da seção de extremidade de núcleo de cabo (12; 112) que o mesmo circunda, em que o tubo rígido (41) do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo (40; 140) ser pressionado sobre a respectiva seção de extremidade de núcleo do cabo (12; 112), de modo a criar uma pressão de contato entre o sistema de isolamento do cabo (15, 16, 17) e o tubo rígido (41) e a montagem de juntas rígidas compreende ainda, em cada seção de extremidade de núcleo de cabo (12; 112), uma disposição de fixação (50) que trava axialmente o tubo rígido do membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo (40; 140) em relação à montagem de invólucro (30).

2. Montagem de juntas rígidas de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o tubo rígido (41) se estender, pelo menos em parte, dentro da parte de entrada de cabo (32; 132) da montagem de invólucro.

3. Montagem de juntas rígidas, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por a superfície interna cilíndrica (43) ter um comprimento axial de pelo menos 50 mm.

4. Montagem de juntas rígidas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por o tubo rígido (41) do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo (40; 140) estar em contato direto com a respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo (12; 112).

5. Montagem de juntas rígidas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por o tubo rígido (41) do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo (40; 140) ser preso na respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo (12; 112) de modo que o movimento axial do sistema de isolamento (15, 16, 17) em relação ao tubo rígido seja evitado.

6. Montagem de juntas rígidas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por o tubo rígido (41) do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo (40; 140) ser preso diretamente na camada semicondutora externa (17) do sistema de isolamento do núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo (12; 112).

7. Montagem de juntas rígidas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por o núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo (12; 112) ainda compreender uma bainha de metal externa (18), externamente ao sistema de isolamento de cabo, e o tubo rígido (41) do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo (40; 140) ser preso na bainha de metal externa (18) do núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo (12; 112).

8. Montagem de juntas rígidas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por o núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo (12; 112) ainda compreender um material de base externamente ao sistema de isolamento de cabo, e o tubo rígido (41) do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo (40; 140) ser preso no material de base do núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo (12; 112).

9. Montagem de juntas rígidas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por o núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo (12; 112) ainda compreender uma bainha de metal externa, externamente ao sistema de isolamento de cabo, e uma bainha de revestimento protetora externamente à bainha de metal externa, e o tubo rígido (41) do respectivo membro de prevenção contra deformação de sistema de isolamento de cabo (40; 140) ser preso na bainha de revestimento protetora do núcleo de cabo da respectiva seção de extremidade de núcleo de cabo (12; 112).

10. Montagem de juntas rígidas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por a respectiva parte de entrada de cabo (32; 132) ser uma parte separada conectada ao corpo de invólucro (31).