ES2204334A1 - Equipo de media tension con sistema de acoplamiento capacitivo. - Google Patents
Equipo de media tension con sistema de acoplamiento capacitivo.Info
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Abstract
Equipo de media tensión con sistema de acoplamiento capacitivo. El sistema de acoplamiento capacitivo puede estar dispuesto directamente en el interior de la cuba (1) y rodeado por el correspondiente fluido dieléctrico de la aparamenta o bien embebida en la resina aislante que constituye el pasatapas (2) del equipo de media tensión, de forma que en cualquier caso el sistema de acoplamiento se encuentra aislado del exterior y por tanto resulta insensible a las condiciones medioambientales, polvo, humedad e incluso inundaciones. El equipo de media tensión incorpora, dentro de la propia cuba (1), un sistema de acoplamiento capacitivo compuesto por un condensador de acoplamiento (3), dispuesto alrededor de la barra conductora (4), con la intermediación de una capa conductora o semiconductora (5) que asegura el contacto entre ambos garantizando que el electrodo de alta tensión del condensador se encuentre a la misma tensión que la barra conductora (4) y una pantalla (6) dispuesta en la cara externa del condensador (3) que permite uniformar el campo eléctrico y extraer/inyectar la señal a una tensión inferior a la de la barra conductora.
Description
Equipo de media tensión con sistema de
acoplamiento capacitivo.
La presente invención se refiere a un equipo de
media tensión que incorpora un sistema de acoplamiento capacitivo
aislado que permite transmitir/recibir señales directamente de la
red de media tensión manteniendo lógicamente los niveles de
seguridad, fiabilidad y aislamiento del conjunto.
En concreto, el sistema de acoplamiento se
dispone en el interior del equipo de media tensión, junto con el
resto de la aparamenta eléctrica o bien en su pasatapas, quedando
totalmente aislado del exterior, con lo que se eliminan los riesgos
derivados de la existencia de contactos expuestos al aire y, como
consecuencia, se evitan los trabajos de mantenimiento.
La transmisión y recepción de señales a través de
la red eléctrica constituye una práctica muy extendida entre las
compañías eléctricas pero, habitualmente circunscrita a la
comunicación de señales relacionadas con el estado de operación de
la red de alta tensión. La reducida velocidad de transmisión de
señales a través de la red de alta tensión ha impedido un uso más
generalizado de este tipo de sistema de comunicación de datos para
otros propósitos diferentes a la monitorización y telecontrol.
No obstante, en los últimos años se ha comenzado
a utilizar la red de distribución, de baja y media tensión, como un
medio adecuado para la transmisión de señales, voz, datos e
imágenes, extendiéndose a su uso por el público en general y no
restringida a las necesidades propias hasta ahora habituales de la
compañía eléctrica.
Para la realización de comunicaciones a través de
la red eléctrica de distribución existen fundamentalmente dos
posibilidades:
- -
- Al llegar al centro de transformación de media a baja tensión las señales de la red de baja tensión se recogen en un armario de comunicaciones, desde el cual se transmiten a través de los medios habituales de telecomunicaciones y viceversa.
- -
- Al llegar al centro de transformación las señales de la red de baja tensión se recogen y pasan a la red de media tensión y viceversa. De esta manera, las señales de varios centros de transformación se concentran en otro centro de transformación, de reparto, o en la propia subestación, maximizando así la utilización de la red eléctrica para la transmisión de las señales y minimizando el número de armarios de comunicaciones y líneas de telecomunicaciones existentes en los centros de transformación.
El sistema de acoplamiento que incorpora el
equipo de media tensión objeto de la invención está pensado para
facilitar esta segunda posibilidad.
Asimismo, para el acoplamiento de las señales de
la red eléctrica de baja tensión a la red de media tensión y
viceversa, existen diversas soluciones conceptuales como por
ejemplo:
- -
- Transmisión de señales a través de la pantalla del cable de media tensión. Este sistema se basa en la utilización de unos transmisores/receptores en los extremos del apantallamiento del cable que, a su vez, se conectan a uno de los extremos de la correspondiente bobina. Cada transmisor de datos dispone de un oscilador para una frecuencia portadora muy similar a la frecuencia de resonancia del circuito oscilante formado por las bobinas colocadas en los extremos de la pantalla del cable y la capacidad de dicha pantalla, incorporando cada transmisor un modulador y cada receptor un demodulador para modular y demodular respectivamente la frecuencia portadora con los datos transmitidos.
- -
- Acoplamiento capacitivo de las señales. El acoplamiento capacitivo de las señales emplea el cable del propio conductor, como medio de transmisión de señales, en lugar de emplear su pantalla. Este sistema presenta la ventaja de poder utilizarse en cables sin pantalla, como por ejemplo en líneas aéreas, no necesitando colocar obligatoriamente estos equipos en conversiones aérea-subterráneas en las que desaparece la pantalla de cable, permitiendo, de esta forma, la cobertura de mayores distancias y diferentes clases de redes con un mínimo número de equipos.
- El sistema es similar al descrito en el caso anterior, excepto en que el acoplamiento de la señal se realiza directamente a la cuerda del cable de media tensión en lugar de a la pantalla puesta a tierra del cable.
- El acoplamiento se realiza a través de un condensador de media tensión cuya capacidad se emplea para formar un circuito resonante en el rango de las frecuencias de las ondas portadoras, en lugar de utilizar la capacidad de la pantalla del cable.
Existen en el mercado diversas soluciones para
realizar este acoplamiento capacitivo a la media tensión basados
generalmente en el empleo de aisladores en los cuales se dispone el
condensador de media tensión pero, estas soluciones están limitadas
a su utilización con cables de media tensión cuyo terminal se
encuentra accesible, es decir, que el sistema de comunicaciones
únicamente es utilizable en aquellos puntos en los que el cable de
media tensión tiene al aire su cuerda.
Un sistema de este tipo se describe por ejemplo
en la solicitud de patente europea n° 1.079.538.
Estos sistemas tienen el inconveniente de que
presentan elementos en tensión que están sometidos a condiciones
ambientales tales como polvo conductor, humedad elevada, salinidad,
inundaciones, etc. que pueden provocar una degradación del
aislamiento y como consecuencia un fallo dieléctrico del sistema de
aislamiento eléctrico. También pueden llegar a degradarse las
comunicaciones por acoplamiento capacitivo de descargas
superficiales o de efecto corona que interfieren con las señales
transmitidas. Por otra parte, las partes en tensión no aisladas y
accesibles constituyen un riesgo elevado para el personal durante
las operaciones de mantenimiento.
Para evitar problemas asociados a la degradación
del aislamiento, se hace necesario realizar labores de
mantenimiento periódico sobre los elementos dieléctricos en
contacto con partes en tensión al aire.
El equipo de media tensión objeto de la invención
permite transmitir/recibir señales a través de la línea de
distribución de energía eléctrica, a través de un acoplamiento
capacitivo de media tensión, integrado dentro del propio equipo de
media tensión, de forma que las condiciones de aislamiento y
seguridad eléctrica del mismo permanecen inalteradas, estando
también el citado sistema de acoplamiento aislado del exterior, por
lo que resulta insensible a las condiciones medioambientales,
polvo, humedad e incluso inundaciones.
En concreto, el acoplamiento capacitivo está
compuesto por un condensador de media tensión, dispuesto en el
interior de la envolvente que aloja la aparamenta de media tensión,
conectándose en paralelo a una de las entradas/salidas del equipo o
bien embebido dentro del pasatapas del equipo, disponiéndose en
este caso alrededor de la barra conductora que atraviesa el
pasatapas. En el primer caso, el aislamiento eléctrico del sistema
de acoplamiento se obtiene mediante el fluido dieléctrico que llena
la cuba del equipo de media tensión, mientras que en el segundo
caso se consigue al estar embebido en la resina aislante que
constituye el pasatapas.
La salida de las señales para la alimentación del
circuito de sintonización se realiza directamente a través de un
conector que queda accesible sobre la propia envolvente del equipo
o bien a través del conector situado en la superficie externa del
pasatapas.
Cuando el condensador se encuentra alojado en el
interior de la cuba, opcionalmente, se pueden integrar, también en
el interior de la cuba, el fusible de protección del condensador y
el circuito de sintonización, de forma que a través del conector de
salida se obtiene/inyecta directamente la señal
demodulada/modulada.
Cuando el condensador se dispone embebido en el
interior del pasatapas, se incorpora también una interfase aislante
de material elástico, como por ejemplo silicona, que envuelve al
condensador con el fin de compensar las dilataciones diferenciales
causadas por los diferentes coeficientes de dilatación entre el
condensador y el medio en que se encuentra embebido. No obstante,
la cara interior del condensador se encuentra libre de dicha
envolvente elástica y en contacto con una interfase conductora o
semiconductora elástica adherida a la barra del pasatapas, con
objeto de asegurar el contacto eléctrico entre barra y condensador.
De esta manera, la cara interior del condensador de acoplamiento se
encuentra prácticamente a la misma tensión que la barra del
pasatapas.
En la cara externa del condensador se dispone una
pantalla que permite uniformar el campo eléctrico en el interior y
exterior del pasatapas, pantalla que está unida eléctricamente al
lado de baja tensión del condensador de acoplamiento y que permite
extraer la señal a una tensión inferior a la de la red de media
tensión.
La pantalla situada en la cara externa del
pasatapas hace que la distribución del campo eléctrico en el
exterior del pasatapas sea igual que en el caso de un pasatapas
standard. Esto posibilita que este pasatapas que incorpora el
condensador de acoplamiento, pueda ser utilizado con las mismas
bornas de conexión que un pasatapas standard.
Con cualquiera de estas configuraciones, el
equipo de media tensión mantiene todas sus características de
aislamiento inalteradas, pudiendo conectar al pasatapas el cable de
media tensión, de forma convencional, pero contando además con una
conexión para la transmisión/recepción de señales a través de la
línea de alimentación eléctrica.
El sistema permite así realizar una conexión, a
un equipo de media tensión, con un elevado grado de protección,
tanto de aislamiento como de apantallamiento, proporcionando
simultáneamente un acoplamiento capacitivo para la
transmisión/recepción de señales analógicas y/o digitales,
telecontrol, monitorización y medición de descargas parciales,
ángulo de pérdidas, tensión, alimentación de circuitos, etc.
Como decíamos, al estar el sistema aislado del
ambiente, se eliminan los riesgos de zonas expuestas al aire se
evitan los problemas de mantenimiento y se elimina el peligro de
contacto accidental con partes en tensión para los operarios.
La figura 1.- corresponde a un equipo de media
tensión que incorpora un sistema de acoplamiento capacitivo, según
el objeto de la invención, embebido dentro del pasatapas de la
celda.
La figura 2.- corresponde a un equipo de media
tensión que incorpora el sistema de acoplamiento capacitivo, dentro
de la propia envolvente o cuba del equipo de media tensión. En esta
figura se ha representado una celda con un interruptor seccionador
y seccionador de puesta a tierra, aunque el objeto de la invención
puede referirse a cualquier tipo de aparamenta de media tensión. En
esta figura se han incluido además dentro de la propia cuba el
fusible de protección del condensador y el circuito de
sintonización, aunque estos dos elementos podrían disponerse en el
exterior del equipo o prescindir del fusible.
El equipo de media tensión objeto de la
invención, incorpora un sistema de acoplamiento capacitivo que
queda integrado dentro de la cuba o envolvente externa (1), de tal
manera que todos los elementos del sistema de acoplamiento
capacitivo se encuentran debidamente aislados del exterior.
El sistema de acoplamiento capacitivo puede
disponerse directamente dentro de la cuba, y rodeado por el fluido
aislante correspondiente, tal y como se ha representado en la
figura 2, o bien, embebido dentro del pasatapas del equipo, según
la figura 1, con la única diferencia de que en uno de ellos el
aislamiento eléctrico se consigue mediante el fluido que llena la
cuba y en el otro por encontrarse embebido en el aislamiento sólido
que constituye el pasatapas (2).
En la figura 1 se ha representado un equipo de
media tensión (1), según el objeto de la invención, que incorpora,
en el propio pasatapas (2), el sistema de acoplamiento capacitivo
que permite la transmisión/recepción de señales a través de la red
eléctrica, en condiciones de aislamiento y seguridad eléctrica, a
la vez que resulta insensible a las condiciones medioambientales,
por encontrarse el sistema de acoplamiento capacitivo embebido en el
interior del pasatapas (2).
En concreto, el sistema de acoplamiento
representado en la figura 1 se encuentra embebido en un medio
aislante (10) que sirve de elemento de interconexión con la
aparamenta de media tensión y, está constituido por un condensador
de acoplamiento (3), dispuesto alrededor de la barra conductora (4)
de conexión al conector de media tensión (8) del cable de media
tensión (9). Entre el condensador de acoplamiento (3) y la barra
conductora (4) se dispone una interfase conductora o semiconductora
(5) que garantiza que la cara interior del condensador (3),
electrodo de alta tensión, se encuentre a la misma tensión que la
barra conductora (4).
El lado de baja tensión del condensador de
acoplamiento (3) se encuentra unido eléctricamente a una pantalla
(6), uniformadora del campo eléctrico en el interior y exterior del
pasatapas y, a través de la cual, se extrae la señal a una tensión
inferior a la de la barra conductora (4).
La capa aislante elástica (11) que envuelve al
condensador por las caras laterales y la cara en contacto con la
pantalla, permite compensar las dilataciones diferenciales entre el
condensador (3) y el medio aislante (10) que le envuelve.
En este caso, la extracción de la señal se
realiza a través de una conexión (7) prevista en la pared lateral y
exterior del pasatapas (2) para su conexión a un circuito de
sintonización convencional y no representado.
En la figura 2 se ha representado un equipo de
media tensión (1), según el objeto de la invención, en el cual el
condensador de acoplamiento capacitivo (3) se dispone en el
interior del equipo, junto al resto de la aparamenta eléctrica,
permitiendo la transmisión/recepción de señales a través de la red
eléctrica, en condiciones de aislamiento y seguridad eléctrica, a
la vez que resulta insensible a las condiciones medioambientales,
por encontrarse el sistema de acoplamiento aislado eléctricamente,
mediante el fluido dieléctrico correspondiente. En esta ocasión, el
condensador se une también a la barra del pasatapas de
entrada/salida (2), pero exteriormente a él, y se obtiene la señal
a través de un pasatapas/conector de baja tensión (12).
Opcionalmente, en el interior de la aparamenta se
puede incorporar el fusible de protección del condensador (13) y el
circuito de sintonización (14), de tal forma que a través del
pasatapas/conector de baja tensión (12), se obtendría/inyectaría la
señal ya demodulada/modulada. Con objeto de uniformizar el campo
eléctrico en torno al condensador, se disponen unas pantallas (15)
que sirven a tal efecto.
Claims (6)
1. Equipo de media tensión con sistema de
acoplamiento capacitivo, caracterizado porque incorpora,
dentro de la propia cuba o envolvente (1) aislada y apantallada, un
condensador de media tensión (3), conectado a una de las entradas o
salidas en media tensión del equipo, de tal forma que el
condensador (3) está aislado eléctricamente del exterior resultando
insensible a las condiciones medioambientales y contando el citado
equipo con una salida o conexión (7) (12) que proporciona señales
analógicas y/o digitales a una tensión inferior a la de media
tensión, a la que puede conectarse directamente un circuito de
sintonización.
2. Equipo de media tensión con sistema de
acoplamiento, capacitivo, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque el condensador (3) está rodeado de
fluido dieléctrico aislante, al igual que el resto de la aparamenta
eléctrica del equipo de media tensión.
3. Equipo de media tensión con sistema de
acoplamiento, capacitivo, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque el condensador (3) se encuentra
embebido en un medio aislante sólido (10), constitutivo del
pasatapas (2) del equipo de media tensión, disponiéndose el
condensador (3) alrededor de la barra conductora (4) que atraviesa
el pasatapas (2), con la intermediación de una capa conductora o
semiconductora (5) que asegura el contacto entre ambos,
garantizando que el electrodo de alta tensión del condensador se
encuentre, prácticamente a la misma tensión que la barra
conductora, incorporando además en la cara externa del condensador
una pantalla (6) que permite uniformar el campo eléctrico y extraer
la señal a una tensión inferior a la de media tensión.
4. Equipo de media tensión con sistema de
acoplamiento capacitivo, según reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el condensador (3) se encuentra envuelto
por un material polimérico elástico (11) que permite absorber las
dilataciones diferenciales entre el condensador (3) y el medio
aislante (10) que las rodea.
5. Equipo de media tensión con sistema de
acoplamiento capacitivo según reivindicación 1ª,
caracterizado porque dentro de la propia cuba o envolvente
aislada (1) se dispone también un fusible de protección (13) del
condensador (3).
6. Equipo de media tensión con sistema de
acoplamiento capacitivo según reivindicación 1ª,
caracterizado porque dentro de la propia cuba o envolvente
aislada (1) se dispone también un circuito de sintonización (14),
de tal manera que a través de la salida (12) del sistema de
acoplamiento se obtendría/inyectaría la señal
demodulada/modulada.
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|---|---|---|---|
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| ES200202340A Expired - Fee Related ES2204334B2 (es) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Equipo de media tension con sistema de acoplamiento capacitivo. |
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