ES2217499T3 - Aislador pasamuros con blindaje del campo electrico, particularmente para paneles de conmutacion de media y alta tension. - Google Patents
Aislador pasamuros con blindaje del campo electrico, particularmente para paneles de conmutacion de media y alta tension.Info
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Landscapes
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- Insulating Bodies (AREA)
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- Installation Of Bus-Bars (AREA)
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A CASQUILLOS AISLANTES CON APANTALLAMIENTO DEL CAMPO ELECTRICO PARA UTILIZARSE, POR EJEMPLO EN TABLEROS DE CONMUTACION AISLADOS DEL GAS O DEL AIRE DE ALTA Y MEDIA TENSION, O TRANSFORMADORES DE ALTA TENSION Y TRANSFORMADORES, CONDENSADORES Y BARRAS AISLADAS POR GAS DE ALTA Y MEDIA TENSION, QUE COMPRENDE EL MOLDEO DEL MATERIAL ELECTRICAMENTE AISLANTE ENCERRADO EN UN INSERTO METALICO DE APANTALLAMIENTO DEL CAMPO ELECTRICO. EL CASQUILLO AISLANTE DE LA INVENCION ESTA CARACTERIZADO PORQUE DICHO INSERTO METALICO COMPRENDE AL MENOS PARTES DE UN MATERIAL CON MEMORIA DE FORMA, CAPAZ DE ASUMIR UNA FORMA PREDETERMINADA TRAS ESTAR SOMETIDO TENSIONES TERMICAS.
Description
Aislador pasamuros con blindaje del campo
eléctrico, particularmente para paneles de conmutación de media y
alta tensión.
La presente invención está relacionada con un
aislador pasamuros con blindaje contra campos eléctricos. Tal como
conocen, los aisladores pasamuros, tal como los correspondientes a
paneles de medio voltaje, por ejemplo, comprenden generalmente un
moldeado de material aislador eléctrico que separa la estructura
metálica conectada a tierra del equipo eléctrico con respecto al
conductor bajo tensión, y el cual encierra una pieza insertada
metálica para blindar el campo eléctrico. Dicha pieza insertada
tiene la función de limitar las tensiones eléctricas que actúan
sobre la distribución de las líneas del campo eléctrico.
Un ejemplo de un aislador pasamuros de acuerdo
con el preámbulo de la reivindicación 1 puede encontrarse en el
documento DE-A-19547120.
Las piezas insertadas están hechas normalmente
utilizando una malla metálica que tiene que ser capaz de soportar
las tensiones mecánicas que tienen lugar durante la fase del moldeo
del material aislador para evitar la deformación que podría
repercutir en su posicionamiento correcto.
De forma inversa, la solución de incrementar el
grosor de la malla metálica podría repercutir en las
características eléctricas, de forma que la solución usual es
recurrir a un compromiso, utilizando piezas insertadas que tengan
una masa relativamente baja y que sean capaces de tener una
excelente estabilidad en el momento del moldeado.
Esto hace necesario adoptar una serie de medidas
para mantener la posición correcta de las piezas insertadas
metálicas, que están conformadas normalmente con una parte toroidal
situada en correspondencia con el agujero de paso provisto en un
panel de conmutación eléctrico de voltaje medio.
La tarea de la invención es precisamente
solucionar los inconvenientes expuestos anteriormente mediante la
fabricación de un aislador pasamuros con blindaje del campo
eléctrico a utilizar, por ejemplo, en paneles de conmutación con
aislamiento por aire, de media y alta tensión (AIS), paneles de
conmutación con aislamiento por gas (GIS), transformadores de
alimentación de media y alta tensión, y reactancias,
transformadores de instrumentos, condensadores y barras de buses
aisladas con gas de media y alta tensión, en los que es posible
utilizar piezas insertadas metálicas que, aunque tienen una masa
relativamente baja, son capaces de mantener unas formas y
posiciones predeterminadas en el momento del moldeo, consiguiendo
así las mejores características desde un punto de vista
eléctrico.
Dentro de la tarea antes mencionada, un objeto en
particular de la invención es desarrollar un aislador pasamuros en
el cual se han eliminado las deformaciones con seguridad en el
momento del moldeo, de forma que las piezas insertadas metálicas
tienen la posición y forma óptimas cuando la resina se haya
polimerizado.
Un objeto adicional de la presente invención es
desarrollar un aislador pasamuros que tenga una alta fiabilidad y
seguridad en su utilización, debido a sus características de
construcción exclusivas.
Se observará que el último objeto de la presente
invención es desarrollar un aislador pasamuros que pueda ser
obtenido fácilmente a partir de piezas y materiales disponibles
comercialmente, y que además sea competitivo desde el punto de
vista económico.
La tarea anterior, conjuntamente con los objetos
antes mencionados y otros que llegarán a ser claros posteriormente,
se consiguen mediante un aislador pasamuros para blindar un campo
eléctrico, particularmente para los paneles de conmutación de
voltaje medio, comprendiendo un moldeado del material eléctricamente
aislante a situar en un agujero de paso en el panel de conmutación,
e incluyendo un aislador metálico para blindar el campo eléctrico.
El aislador pasamuros de acuerdo con la invención está caracterizado
porque la pieza insertada metálica mencionada comprende un material
de memoria de forma capaz de asumir una forma predeterminada bajo
una tensión térmica.
Las características y ventajas adicionales
llegarán a ser más claras a partir de la descripción de varias
realizaciones preferidas aunque no en forma exclusiva, que se
muestran solamente a modo de ejemplo, y sin limitación, con la
ayuda de los dibujos adjuntos en los que:
la figura 1 es una representación esquemática del
aislador pasamuros con antelación al moldeado de la resina;
la figura 2 es una representación esquemática en
sección transversal del aislador pasamuros después del moldeo de la
resina;
la figura 3 muestra una pieza insertada metálica
fabricada utilizando una malla;
la figura 4 muestra una pieza insertada metálica
hecha utilizando una chapa metálica;
la figura 5 muestra la pieza insertada con partes
de material de memoria de forma situada de forma que sean paralela
al eje;
la figura 6 muestra la pieza insertada metálica
con partes del material de memoria de forma situadas
circunferencialmente;
la figura 7 muestra la pieza metálica insertada
con partes del material de memoria de forma situadas de forma que
se crucen entre sí; y
la figura 8 muestra la pieza insertada metálica
con partes de un material de memoria de forma que estén situadas de
una forma helicoidal.
Con referencia a las mencionadas figuras, el
aislador pasamuros con blindaje del campo eléctrico de acuerdo con
la invención, indicado mediante el numero de referencia 1,
comprende una pieza fundida 2 de material eléctrico aislante, que
está hecho preferiblemente de resina de epoxia, que está situada en
un agujero 3 provisto en la pared metálica de un panel de
conmutación eléctrica, indicado generalmente por el numero de
referencia 4.
La pieza de inserción metálica, indicada por el
numero de referencia 10, está provista alrededor del conductor 5 a
blindar, estando incrustada la pieza insertada metálica en el
moldeado del material eléctrico aislante.
La característica distintiva de la invención está
constituida por el hecho de que la mencionada pieza insertada
metálica, la cual tiene la función de limitar la tensión eléctrica
que actúa sobre la distribución de las líneas del campo eléctrico,
está hecha utilizando aleaciones de memoria de forma, que al estar
sujetas a la tensión térmica, restauran la geometría correcta dentro
del material.
Las aleaciones de memoria de forma, por ejemplo
las aleaciones tales como NiTi, CuAl, CuAIX, en donde X es Ni, Be,
Zn o Mn, y CuZnY, en donde Y es Al, Si, Sn, Ga o Mn, están
caracterizadas por la posibilidad de restaurar su configuración
original determinada en la fase de diseño al estar sujetas a un
incremento en la temperatura por encima de una temperatura de
transición crítica; estas aleaciones de memoria de forma permiten
por tanto asegurar la restauración de la posición correcta y de la
forma dentro del aislador en el momento de moldear el plástico en
fase líquida a alta temperatura.
El componente metálico de memoria de forma en
fase de martensita se coloca en el moldeado sencillamente teniendo
cuidado de fijar la pieza insertada correctamente en los distintos
puntos de fijación, sin tener que poner atención en particular a la
posición global de la pieza insertada.
En el momento del moldeado de la resina líquida,
a alta temperatura, la pieza insertada comienza a responder a la
tensión térmica, actuando la transformación desde la fase de
martensita a la fase de austenita, y volviendo a ganar así la forma
del diseño original y asumiendo la forma predeterminada que
corresponda al posicionamiento óptimo de la pieza metálica
insertada.
La respuesta del material de memoria de forma
ante la tensión térmica, que se define como el tiempo requerido
para restaurar la forma predeterminada, es del orden de fracciones
de segundo. El tiempo de polimerización de la resina,
consecuentemente, no provoca ninguna limitación en esta restauración
de la forma.
Ventajosamente es posible utilizar las aleaciones
de memoria de forma denominadas como "activación única",
definidas como las aleaciones que garantizan un funcionamiento
perfecto para una sola operación o para unas pocas operaciones para
este tipo de aplicación, en las que no es necesario para la
aleación el ser capaz de ejecutar la restauración de la forma más de
una vez, dado que la posición correcta se mantiene
subsiguientemente debido al hecho de que la pieza metálica
insertada permanece incrustada en el moldeado de resina.
Con referencia a la figura 3, se muestra una
pieza insertada metálica, indicada por 10a, la cual está conformada
con una parte toroidal y estando hecha utilizando una malla de
material de memoria de forma, que permite un paso más fácil de la
resina durante el moldeado.
La figura 4 muestra una pieza metálica insertada,
indicada por 10b que se obtiene utilizando una hoja metálica que
está hecha también de un material de memoria de forma.
El material de memoria de forma puede formar
sencillamente una parte de la pieza insertada metálica y no
necesariamente formando la totalidad de la pieza insertada
metálica, en el supuesto de que las partes utilizadas sean capaces
de restaurar la totalidad de la pieza insertada metálica a su forma
predeterminada.
Según se muestra en la figura 5, la pieza
insertada 10 comprende las inserciones 10c de material de memoria
de forma que se sitúan paralelamente al eje, y que se extienden a
través del desarrollo completo circunferencial de la pieza
insertada.
Según se muestra en la figura 6, es posible
también utilizar piezas insertadas de aleación de memoria de forma
según se indica por 10d, que tiene una configuración anular y de
distribución uniforme.
En la figura 7, las piezas de inserción 10e están
situadas de forma que se cruzan entre sí y estando hechas de una
aleación de memoria de forma aplicada a una pieza de inserción 10
que puede tener diferentes formas.
En la figura 8, la pieza de inserción 10f de
aleación de memoria de forma asume una posición helicoidal dentro
de una pieza de inserción metálica que puede fabricarse de varias
formas.
A partir de lo expuesto anteriormente, es fácil
observar la forma en que la invención obtiene los objetivos
configurados. Se subraya en particular que en el aislador pasamuros
de acuerdo con la invención, la tensión termomecánica que se aplica
por la resina líquida, tiene un efecto positivo, puesto que provoca
la restauración automática de la forma diseñada y consecuentemente
las características óptimas de la pieza de inserción que siempre se
posiciona correctamente. De forma inversa, en el aislador pasamuros
del arte previo, el blindaje tradicional soporta una distorsión en
la forma diseñada y consecuentemente tiene un efecto negativo.
Claims (8)
1. Un aislador pasamuros (1) para blindar un
campo eléctrico, que comprende un moldeado (2) de material
eléctrico aislante a colocar en un agujero de paso (3) en un panel
de conmutación eléctrico (4), y encerrando una pieza de inserción
metálica para blindar el campo eléctrico, caracterizado
porque incluye el hecho de que la mencionada pieza de inserción
metálica (10) comprende un material de memoria de forma capaz de
asumir una forma predeterminada bajo la tensión térmica.
2. Un aislador pasamuros de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la mencionada pieza
de inserción metálica comprende una malla (10a) de un mencionado
material de memoria de forma.
3. Un aislador pasamuros de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la mencionada pieza
de inserción metálica comprende una hoja metálica (10b) del
mencionado material de memoria de forma.
4. Un aislador pasamuros de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la mencionada pieza
de inserción metálica comprende inserciones (10c) hechas del
mencionado material de memoria de forma.
5. El aislador pasamuros de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque las mencionadas
inserciones de material de memoria de forma se extienden en
direcciones que son substancialmente paralelas al eje de la
mencionada pieza de inserción metálica.
6. El aislador pasamuros de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque las mencionadas
inserciones de material de memoria de forma tienen una
configuración anular (10d) alrededor del conductor a aislar.
7. Un aislador pasamuros de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque las mencionadas
inserciones de material de memoria de forma se colocan de forma que
se crucen entre sí.
8. Un aislador pasamuros de acuerdo con la
reivindicación 4, tal como en una o más de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque las mencionadas inserciones
de material de memoria de forma tienen un desarrollo helicoidal
(10f).
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