ES1098130U

ES1098130U - Acoplador de comunicación por línea de potencia de voltaje medio

Info

Publication number: ES1098130U
Application number: ES201331463U
Authority: ES
Inventors: Christian Leeb; Daniel ISCH; Dominique CACHIN
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2014-01-21
Anticipated expiration: 2023-12-18
Also published as: ES1098130Y; CN204206179U; EP2757705A1; DE202014100207U1

Abstract

1. Un acoplador capacitivo de comunicación por línea de potencia PLC de voltaje medio MV (1) con un conector de señal (2) para intercambiar señales de comunicación con un transceptor, un conector MV (3) a conectar a un conductor de potencia MV (4), y un condensador de acoplamiento (5) que conecta eléctricamente los dos conectores (2, 3), caracterizado porque el acoplador PLC MV (1) tiene un primer extremo MV (6) que está adaptado para montarse en un borne MV (7) de un recinto de conmutación MV. 2. El acoplador PLC MV de la reivindicación 1, caracterizado porque incluye un supresor de sobretensiones de potencia (9) conectado al conector MV (3). 3. El acoplador PLC MV de la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque incluye un segundo extremo MV (12) para conectar un cable MV al conductor de potencia MV (4). 4. El acoplador PLC MV de la reivindicación 3, caracterizado porque el conductor de potencia MV (4), el conector MV (3), y el cable MV están fijados mutuamente por medio de tornillos, o por medio de un solo espárrago (13).

Description

Acoplador de comunicación por línea de potencia de voltaje medio

Campo de la invención

La invención se refiere al campo de la comunicación por línea de potencia, en particular a un dispositivo para acoplar una señal de comunicación a una línea de potencia.

Antecedentes de la invención

Ante la demanda creciente de canales de comunicación fiables, es muy interesante desde el punto de vista económico usar líneas ya existentes, tal como líneas de potencia, para comunicación tanto de banda estrecha como de banda ancha. De esta forma, no se necesita la instalación costosa y lenta de una línea separada. Así, las redes de distribución de potencia se utilizan de ordinario para transmitir señales de comunicación, por ejemplo señales de control industriales. Esto se conoce como comunicación por línea de potencia PLC. Por ejemplo, se usan líneas de potencia como medio de comunicación de datos operativos de una red de potencia, es decir, para supervisar y controlar la infraestructura de potencia.

Para distribuir potencia a varias distancias se usan tecnologías diferentes. En particular, se transmite potencia a distancias largas usando alto voltaje, se distribuye a distancias medias usando voltaje medio, y es usada por el consumidor, por ejemplo dentro de edificios, por líneas de transmisión de bajo voltaje. En el pasado fueron de especial interés las PLC HV de alto voltaje, es decir de 110 kV y más. Las respectivas líneas de potencia, tales como líneas generales de alto voltaje, se empleaban para comunicación a larga distancia y para la transmisión de grandes cantidades de información. Muy recientemente se ha empleado PLC LV de bajo voltaje, es decir, de 110 V o 230 V, para comunicación, en particular para infraestructura de lectura automática de contadores o de medición avanzada.

El documento US 6.255.935 describe un aparato para inyectar señales a líneas de potencia eléctrica. Se propone una unidad de acoplamiento, en la que un cable de conexión está integrado en un alojamiento del condensador de acoplamiento. En la región donde un conductor pasa a través del alojamiento puesto a tierra del condensador de acoplamiento, el campo eléctrico es reducido por medio de una pared de alojamiento que tiene una forma especial.

Sin embargo, las líneas de potencia MV de voltaje medio, es decir, voltajes de 5kV y hasta 72kV, no se han usado a una escala sustancial para comunicación. Esto es debido al hecho de que PLC MV impone grandes limitaciones a la tecnología y los dispositivos. Para PLC en general y para PLC MV en particular, el acoplamiento de la señal de comunicación a las líneas de potencia, es decir a un conductor LV, MV o HV, es un obstáculo principal.

La finalidad primaria de la línea de potencia es el transporte de energía eléctrica; por lo tanto, no está diseñada específicamente para transmitir señales de comunicación. Por lo tanto, el acoplamiento de la señal de comunicación a la línea de potencia no es una tarea trivial y se realiza de ordinario mediante condensadores de tamaño adecuado. Estos condensadores bloquean la señal de potencia de 50 o 60 Hz entre la línea de potencia y el potencial de tierra. Al mismo tiempo, los condensadores tienen que ser transparentes a señales de frecuencia más alta, tal como la señal de comunicación del sistema PLC.

Para PLC MV, es esencial disponer de dispositivos de acoplamiento de costo razonable. La línea de potencia usada para PLC MV se emplea para distancias medias e incluye muchos nodos. Para distribuir la señal de comunicación, cada nodo tiene que estar equipado con un acoplador. Por lo tanto, se necesitan muchos dispositivos de acoplamiento para PLC MV en especial en comparación con PLC HV donde se emplea la línea de potencia respectiva para distancias largas e incluye solamente muy pocos nodos. Al mismo tiempo, PLC MV lleva una menor cantidad de información a transmitir en comparación con PLC HV. Así, los acopladores PLC MV tienen que ser de costo más razonable que los dispositivos comparables para PLC HV. Además, dado que se necesitan muchos acopladores para PLC MV, el acoplador tiene que ser fácil de instalar.

Además, suele haber muy poco espacio para la instalación de un acoplador PLC MV, por ejemplo en un recinto de conmutación primario de una red MV tal como una unidad anular principal RMU. Estas RMUs se basan típicamente en dispositivos de conmutación aislados por gas, altamente integrados, optimizados con respecto al tamaño y el espacio requerido. Así, un acoplador usado con estos equipos de conmutación tiene que cumplir las mismas limitaciones.

En la solicitud de patente EP 1521381, la encapsulación de un acoplador PLC MV se conecta a un compartimiento MV por medio de conectores y/o cables blindados que, a su vez, están conectados a través de los bornes de compartimiento. Consiguientemente, dicha disposición de acoplador PLC MV no se monta directamente sobre los bornes de compartimiento.

Descripción de la invención

Por lo tanto, un objetivo de la invención es permitir el uso eficiente y económico de líneas de potencia MV de voltaje medio para transmitir señales de comunicación, en particular, proporcionar un acoplador de comunicación por línea de potencia PLC que cumple las limitaciones relativas a PLC MV. Este objetivo se logra con un acoplador capacitivo PLC MV según la reivindicación 1. Realizaciones preferidas son evidentes por las reivindicaciones dependientes, donde la dependencia de las reivindicaciones no se deberá interpretar como exclusión de otras combinaciones de reivindicaciones significativas.

Según la invención, se facilita un acoplador capacitivo de comunicación por línea de potencia PLC de voltaje medio MV para el acoplamiento capacitivo de señales de comunicación a conductores de potencia MV. El acoplador PLC MV incluye un conector de señal, por ejemplo una clavija coaxial, para intercambiar señales de comunicación con un transceptor, un conector MV a conectarse con un conductor de potencia MV, y un condensador de acoplamiento sólidamente incrustado en un volumen de material aislante conectando eléctricamente los dos conectores. El acoplador PLC MV tiene un extremo o terminal MV incluyendo el conector MV que está adaptado o conformado para montarse, por ejemplo montarse de forma extraíble a modo de encaje proporcionando adherencia mecánica y aislamiento eléctrico, en un borne MV de un recinto de conmutación MV compacto tal como un compartimiento, proporcionando por ello contacto eléctrico entre el conductor de potencia MV y el conector MV del acoplador. Consiguientemente, no se necesitan medios intermedios en forma de conectores y/o cables blindados que, a su vez, estén conectados a través de los bornes de compartimiento.

En una variante preferida de la invención, el acoplador PLC MV incluye un supresor de sobretensiones MV conectado al conector MV. El supresor de sobretensiones puede estar incrustado sólidamente en el material aislante junto con el condensador de acoplamiento. Para aumentar la flexibilidad geométrica en vista de la limitación de espacio en instalaciones de conmutación MV, el supresor de sobretensiones MV puede estar dispuesto o no en un plano definido por el conductor de potencia MV y el conector de señal.

En otra variante de la invención, el acoplador PLC MV incluye una parte adaptadora con un segundo extremo MV para conectar un cable MV al conductor de potencia MV. En esta variante, el acoplador PLC MV actúa como un adaptador en un sentido apropiado solamente en un caso menos preferido, no siendo idénticos el primer extremo y el segundo extremo de la parte adaptadora desde un punto de vista geométrico.

Breve descripción de los dibujos

La materia de la invención se explicará con más detalle en el texto siguiente con referencia a realizaciones preferidas ejemplares que se ilustran en los dibujos esquemáticos acompañantes, en los que:

La figura 1 representa un acoplador capacitivo de comunicación por línea de potencia PLC de voltaje medio MV con una parte adaptadora.

La figura 2 representa el acoplador y el adaptador conectados a un borne de un recinto de conmutación.

La figura 3 representa el acoplador y el adaptador con un supresor de sobretensiones conectado al borne.

Los símbolos de referencia usados en los dibujos, y sus significados, se indican en forma de resumen en la lista de designaciones. En principio, las partes idénticas llevan los mismos símbolos de referencia en las figuras.

Descripción detallada de realizaciones preferidas

La figura 1 representa un acoplador capacitivo de comunicación por línea de potencia PLC de voltaje medio MV 1 con un conector de señal 2 para intercambiar señales de comunicación con un transceptor, un conector MV 3 para conectar con un conductor de potencia MV 4 representado en la figura 2, y un condensador de acoplamiento 5 que conecta eléctricamente los dos conectores 2, 3.

El acoplador 1 tiene un primer extremo MV 6 que está adaptado para montarse en un borne o canal de alimentación 7 de un recinto de conmutación MV como se representa en la figura 2. El recinto de conmutación puede ser parte de un recinto de conmutación MV, por ejemplo una unidad anular principal RMU. Para estos recintos de dispositivos de conmutación se usan bornes de cable estándar. Se describen bornes ejemplares según IEC 60137 en la publicación de patente francesa FR 2779564 B1. Aunque se puede emplear diferentes diseños de borne para el recinto de de dispositivos de conmutación, el primer extremo MV 6 del acoplador siempre está diseñado o conformado de manera que encaje firmemente en la respectiva contrapartida del borne.

El acoplador ilustrado en la figura 1 también incluye un supresor de sobretensiones 8 colocado entre el condensador 5 y el conector 2. El supresor de sobretensiones 8 protege todo el equipo de comunicación conectado al conector 2 contra el daño producido por el voltaje que pasa a través del condensador 5 de la línea de potencia. El voltaje de la línea de potencia es generalmente mucho más alto de lo que puede soportar la mayoría de los dispositivos de comunicación, de modo que el voltaje de fuga puede producir un daño grave en el dispositivo. El supresor de sobretensiones 8 incluye típicamente un terminal de alto voltaje y un terminal de tierra, donde, en caso de una fuga de voltaje de la línea de potencia, la corriente es desviada a través del supresor de sobretensiones 8.

El acoplador ilustrado en la figura 1 es un acoplador-adaptador combinado en forma de T incluyendo una parte adaptadora 11 con un segundo extremo MV opcional 12 para conectar por ejemplo un cable MV al equipo de conmutación MV mediante la parte adaptadora 11. El conductor de potencia MV, el conector MV en forma de aro 3, y el cable MV están fijados entre sí por medio de tornillos, o por medio de un solo espárrago 13. La parte adaptadora 11 también incluye el primer extremo MV 6 adaptado para montarse en el borne MV 7 del recinto de conmutación MV, como se ha descrito. Adicional o independientemente de la parte adaptadora 11, el acoplador PLC MV puede integrar un conector de cable para conectar un cable MV al dispositivo de conmutación MV mediante un punto de bifurcación diferente del conector MV 3. El acoplador 1 incluye además un conductor 14 para conectar el condensador 5 con el primer conector MV 3. El conductor 14 y el condensador 5 están incrustados en material aislante 15 con el fin de proteger el entorno del voltaje que pasa a través de la línea de potencia.

El condensador 5 bloquea la señal de potencia de 50 o 60 Hz de la línea de potencia. Sin embargo, el condensador 5 tiene que pasar la señal de comunicación de alta frecuencia al conector 2 y pasarla eventualmente a cualquier dispositivo de comunicaciones unido al conector 2. Con el fin de tener una señal de comunicación útil a pasar al dispositivo de comunicaciones, puede ser necesario un transformador 16 para transformar la señal de comunicación entrante o de salida.

El transformador 16 y el supresor de sobretensiones 8 están conectados a un alojamiento 17 del acoplador 1, donde el alojamiento 17 está conectado a tierra 18. En caso de que escape un voltaje de la línea de potencia a través del condensador 5, el supresor de sobretensiones 8 redirige la corriente a tierra 18 y protege todos los equipos de comunicaciones conectados.

La figura 2 representa el acoplador 1 y el adaptador 11 conectados al borne 7 de un recinto de conmutación. El borne está compuesto por un conductor de potencia 4 y material aislante circundante 19. El conductor de potencia 4 es una varilla maciza de material conductor incluyendo una rosca interna en el extremo para acomodar el espárrago 13. El primer extremo MV 6 del adaptador 11 está adaptado o conformado para encajar en el borne 7 de modo que el material aislante 19 sea recibido por el primer extremo MV 6 y el conductor 4 esté conectado al conector MV 3.

La realización del acoplador 1 representado en la figura 2 permite conectar un lado del adaptador 11 a un borne 7 en el extremo MV 6 y conectarlo a otra línea o cable MV en el segundo extremo MV 12. El adaptador 11 ilustrado es simétrico con respecto a los extremos 6, 12. Sin embargo, el adaptador 11 puede estar conformado de forma diferente para encajar en un borne 7 de una primera forma en un extremo 6 y para conexión a un cable de una segunda forma diferente en el segundo extremo 12.

La figura 3 representa una realización ventajosa del acoplador 1 y el adaptador 11 con un supresor de potencia MV o sobretensiones 9. En este caso el acoplador 1 se incrusta fácilmente en el espacio para el supresor de sobretensiones 9 y el respectivo material aislante 15 sin añadir un gran volumen extra. De esta forma el acoplador 1 se puede integrar fácilmente en un supresor de sobretensiones 9 ya existente y cumplir estrictas limitaciones con respecto al volumen. El conductor 14 que conecta el condensador 5 al conector MV 3 se conecta entonces fácilmente a un conductor 20 del supresor de sobretensiones 9. Además, el conector 21 que conecta con tierra 18 también puede ser usado por el acoplador 1 y su supresor de sobretensiones 8 y el transformador 16.

Lista de designaciones

1: acoplador

2: conector de señal

3: conector MV

4: conductor de potencia MV

5: condensador

6: extremo MV

7: borne MV

8: supresor de sobretensiones

9: supresor de sobretensiones de potencia

10: cable MV

11: adaptador

12: segundo extremo

13: espárrago

14: conductor

15: material aislante

16: transformador

17: alojamiento

18: tierra

19: material aislante

20: conductor

21: conector

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un acoplador capacitivo de comunicación por línea de potencia PLC de voltaje medio MV (1) con un conector de señal (2) para intercambiar señales de comunicación con un transceptor, un conector MV (3) a conectar a un

5 conductor de potencia MV (4), y un condensador de acoplamiento (5) que conecta eléctricamente los dos conectores (2, 3), caracterizado porque el acoplador PLC MV (1) tiene un primer extremo MV (6) que está adaptado para montarse en un borne MV (7) de un recinto de conmutación MV.
2. El acoplador PLC MV de la reivindicación 1, caracterizado porque incluye un supresor de sobretensiones de 10 potencia (9) conectado al conector MV (3).
3. El acoplador PLC MV de la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque incluye un segundo extremo MV (12) para conectar un cable MV al conductor de potencia MV (4).

15 4. El acoplador PLC MV de la reivindicación 3, caracterizado porque el conductor de potencia MV (4), el conector MV (3), y el cable MV están fijados mutuamente por medio de tornillos, o por medio de un solo espárrago (13).