ES2227970T3 - Limitacion de la degradacion electrica en cables de autosoporte dielectricos. - Google Patents

Abstract

SE EXPONE UN DISPOSITIVO 22 PARA SU USO EN FORMA ADYACENTE A UNA ZONA DE SUSPENSION CONECTADA A TIERRA 20 DE UN CABLE DE AUTOSOPORTE TOTALMENTE DIELECTRICO 10 SUSPENDIDO EN UN CAMPO ELECTRICO EN LA ZONA 20 DESDE UNA TORRE O SIMILAR, PARA LIMITAR EL ARCO EN SECO ADYACENTE A LA ZONA 20. EL DISPOSITIVO COMPRENDE LOS MIEMBROS 34, 36, PARA DEFINIR UN MANGUITO 26 PARA EL MONTAJE AL CABLE ADYACENTE A ESTA ZONA 20 Y LOS ELEMENTOS 38, 40, 42, 44 PARA DEFINIR DOS ARMAZONES DE CIERRE 28, 30 PARA EL MANGUITO. ESTOS ARMAZONES DE CIERRE SON ACOPLABLES CON EL CABLE Y SEPARADOS LONGITUDINALMENTE PARA FORMAR CON EL CABLE Y EL MANGUITO UNA ZONA CERRADA 32, ENTRE LOS ARMAZONES DE CIERRE. EL USO DEL DISPOSITIVO MANTIENE LA SUPERFICIE EXTERNA DEL CABLE SECA SOBRE LA ZONA 24 DEL MISMO ADYACENTE A LA ZONA 20 QUE DE OTRA FORMA SERIA SUSCEPTIBLE A LA GENERACION DE UN ARCO EN SECO.

Description

Limitación de la degradación eléctrica de cables de autosoporte dieléctricos.

Esta invención se refiere a limitación de la degradación eléctrica de cables de autosoporte dieléctricos (ADSS).

Cuando se suspenden cables ADSS de torres de las cuales también están suspendidas líneas de transmisión de energía, pueden sufrir de degradación eléctrica provocada por arco eléctrico de banda seca.

El arco eléctrico de banda seca se produce porque hay un gradiente de tensión inducida a lo largo de la longitud del cable ADSS, y aunque este gradiente de tensión no presenta un problema si el cable está seco, si la superficie del cable se vuelve eléctricamente conductora debido a la humedad sobre el mismo, se descarga una corriente a lo largo de la longitud del cable. Esta corriente es mayor en la torre donde el cable está suspendido y en el potencial de tierra, y secará la superficie del cable, provocando una rotura en la superficie previamente conductora de manera eléctricamente continua. Esta rotura puede extenderse alrededor del cable para formar una banda seca y el arco eléctrico a través de la banda seca puede degradar el cable.

Un objetivo de esta invención es limitar este arco eléctrico de banda seca adyacente a las zonas de suspensión de conexión a tierra de los cables ADSS.

Brevemente, esto se consigue manteniendo la superficie exterior del cable seca en una porción del mismo adyacente a la región de suspensión de conexión a tierra.

En un artículo titulado "Arc control devices for use on all-dielectric self-supporting optical cables" de IEE Proceedings-A, Vol. 140, Nº 5, Setiembre 1993 al cual se hace referencia, se describe un escudo para lluvia para proteger un cable ADSS de la lluvia adyacente a una región de suspensión de conexión a tierra. Este escudo para lluvia comprende un cilindro ajustado al cable adyacente a la región de suspensión de conexión a tierra de forma que el cable se ubica a lo largo del eje del cilindro. El extremo del cilindro más cercano a la región de suspensión de conexión a tierra está cerrado y el extremo opuesto, o luz, está abierto. Está establecido que si la relación de la longitud del escudo con el intervalo anular entre el escudo es suficientemente algo, por ejemplo un factor de diez, el ingreso de la lluvia y la deposición de contaminantes se evitará de manera exitosa. Sin embargo, se reconoce que la condensación atmosférica tal como niebla o rocío aún se depositaría en el interior del escudo. Tal condensación también se depositaría sobre el cable en el interior del escudo proporcionando condiciones para un arco eléctrico de banda seca.

La patente GB-A-2264813 describe un sistema superior de transmisión óptica en el cual un cable óptico se suspende libremente en extensiones desde soportes altos que también se emplean para suspender una o más líneas de transmisión eléctrica, que incluye, entre el cable óptico y los soportes y/o rodeando el cable óptico en la región de cada soporte, un elemento que tiene una superficie expuesta circunferencialmente continua de un material que es menos hidrofílica que la superficie expuesta del cable óptico.

La superficie del elemento derramará la humedad más rápidamente que la superficie del cable con el resultado de que el arco eléctrico de banda seca se producirá preferentemente sobre el elemento, y la degradación de la superficie del cable se reducirá.

La presente invención permite proporcionar una forma más segura de prevenir que el cable adyacente a la región de conexión a tierra se moje aún con lluvia o condensación.

La invención proporciona un dispositivo para utilizar adyacente a una región suspendida de conexión a tierra de un cable de autosoporte dieléctrico suspendido de dicha región en un campo eléctrico desde una torre o similar para limitar el arco eléctrico de banda seca adyacente a dicha región, comprendiendo dicho dispositivo medios para definir un manguito para ajustarse al cable adyacente a dicha región y medios para definir dos cierres para el manguito, dichos cierres son acoplables con el cable en ubicaciones longitudinalmente separadas para formar junto con el cable y el manguito una zona cerrada entre los cierres, y donde uno de dichos cierres se proporciona en una porción de extremo de dicho manguito y el otro de dichos cierres se proporciona intermedio entre dicha porción de extremo y la porción de extremo opuesta del manguito, estando dicha porción de extremo opuesta abierta.

La invención también incluye una instalación que comprende un cable de autosoporte dieléctrico suspendido desde una región de suspensión de conexión a tierra del mismo en un campo eléctrico, desde una torre o similar que tiene un dispositivo como se define en el párrafo anterior ajustado al cable adyacente a dicha región de conexión a tierra.

Preferentemente, el dispositivo está dividido axialmente para facilitar la instalación y en ese caso los medios para definir el manguito comprenden al menos dos elementos unidos por bisagras o separables que se ajustan juntos para formar dicho manguito. En este caso, los dos cierres pueden comprender elementos respectivos conectados a dichos elementos.

El dispositivo ventajosamente comprende además medios de sujeción para sujetar dichos elementos juntos cuando los mismos se fijan juntos para formar dicho manguito.

Cada uno de dichos cierres puede estar provisto de o comprender medios de sellado elástico para acoplar de forma hermética el cable cuando dicho manguito se fija a dicho cable. Al menos uno, preferentemente cada uno, de dichos medios de sellado puede comprender una pluralidad de aletas deformables para acoplar de forma hermética el cable en ubicaciones longitudinalmente separadas.

Preferentemente, la porción de extremo abierto tiene forma acampanada radialmente hacia fuera hacia su extremo libre.

Ventajosamente, la superficie externa de al menos una porción de dicho manguito comprende porciones de superficie que se extienden en forma radial. Con este fin, una porción del manguito puede tener la configuración de un fuelle.

Preferentemente, al menos los medios para definir dicho manguito están formados de un material aislante eléctrico hidrofóbico.

Para que la invención se entienda mejor, dos realizaciones del mismo, que se brindan sólo a modo de ejemplo, se describirán ahora con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1 es una vista lateral esquemática de un dispositivo que forma una primera realización mostrada instalada sobre un cable ADSS adyacente a una región de suspensión de conexión a tierra del mismo.

La Figura 2 es una vista similar a la de la Figura 1, pero con el dispositivo mostrado en sección transversal axial.

La Figura 3 es una vista tomada en la dirección de la flecha III en la Figura 1, y

La Figura 4 es una vista lateral esquemática de un dispositivo que forma una segunda realización mostrado instalado sobre un cable ADSS adyacente a una región de suspensión de conexión a tierra del mismo.

La Figura 5 es una vista similar a la de la Figura 4, pero con el dispositivo mostrado en sección transversal axial; y

La Figura 6 es una vista tomada en la dirección de la flecha VI en la Figura 4.

Refiriéndose primero a las Figuras 1 a 3 se muestra una porción de un cable de autosoporte dieléctrico 10 dispuesto a un lado de la ubicación 12 sobre el cable en el cual el cable se soporta mediante un dispositivo de suspensión (indicado en línea de puntos encadenados) 14 enganchado a una torre (no mostrada) de la cual un cable de transmisión de energía (no mostrado) también está suspendido. La disposición hacia el otro lado (lado izquierdo como se ve en la Figura 1) de la ubicación 12 es substancialmente la misma.

El cable 10 está provisto de un refuerzo mecánico 16 que está formado mediante uno o más elementos metálicos helicoidalmente enrollados 18 y que se extienden a cada lado de la ubicación 12 antes mencionada. Este refuerzo 16 se proporciona para distribuir la carga impuesta mediante el dispositivo de suspensión 14 sobre el cable y está en el potencial de tierra proporcionando una zona de suspensión conectada a tierra 20 del cable.

Para limitar el arco de banda seca adyacente a la zona de suspensión conectada a tierra 20, un dispositivo 22 está conectado en la zona adyacente 20 del cable 10 para mantener una porción 24 del cable seca mediante el sellado de esa porción 24 del ambiente.

El dispositivo 22 comprende un manguito 26 provisto de dos cierres 28, 30 que se acoplan al cable 10 en posiciones longitudinalmente separadas y forman con el cable y el manguito una zona cerrada, o "seca", 32 entre los cierres para la porción 24 del cable que se ha de mantener seca.

Para facilitar la colocación del dispositivo 22 en el cable 10, el dispositivo está partido axialmente y el manguito está formado por al menos dos elementos articulados y separadas 34, 36 que se pueden colocar juntos alrededor del cable.

El cierre 28 comprende respectivos elementos 38, 40 conectados a los elementos 34, 36 y el cierre 30 comprende respectivos elementos 42, 44 conectados a los elementos 34, 36.

Mientras que los elementos 34, 36 pueden ajustarse juntos simplemente a presión para formar el manguito, ventajosamente se pueden prever adicional o alternativamente una o más abrazaderas que circunscriben el manguito para fijar estos elementos juntos.

Cada uno de los cierres 28, 30 está provisto de un respecto sello elástico 46, 48 para acoplar de manera sellada el cable cuando el manguito se instala en el cable. El sello para cada cierre comprende respectivas porciones conectadas a los elementos de ese cierre.

Tal como se muestra en la figura 2, el cierre referenciado como 28 está previsto en la porción de extremo del manguito 26 más cercana a la zona de suspensión conectada a tierra 20 y el cierre referenciado como 30 está previsto entre esa porción de extremo y la porción de extremo opuesta que se deja abierta. De esta manera, el dispositivo proporciona además a la zona cerrada o "seca" 32, una zona abierta 33.

Las figuras 4 a 6 muestran una realización alternativa y las partes en estas figuras que corresponden a partes en las figuras 1 a 3 se le han dado referencias similares aumentadas 100.

El dispositivo 122 es generalmente similar al dispositivo 22 y comprende un manguito 126 provisto de dos cierres 128, 130 formados mediante respectivos sellos 146, 148 que se acoplan de manera sellada al cable 10 en posiciones longitudinalmente separadas para formar con el cable y el manguito una zona cerrada 132 para la porción 24 de cable que se ha de mantener seca. El manguito y los cierres/sellos están axialmente partidos tal como se describe en relación con la primera realización y, de una manera similar, un cierre 128 está previsto en la porción de extremo del manguito más cercana a la zona de suspensión conectada a tierra 20, y el otro cierre 130 está previsto entre esa porción de extremo y la porción de extremo opuesta que se deja abierta. Cada uno de los sellos 146, 148 comprende una pluralidad de aletas o nervios deformables que se extienden circunferencialmente alrededor del cable para acoplarse de manera sellada al cable en posiciones separadas. Respectivas abrazaderas 147, 149 se extienden alrededor de los sellos 146, 148 para sujetarlos y así los elementos de manguito 134, 136 a los que están conectados al cable. Alternativamente, las abrazaderas se pueden extender alrededor de porciones del manguito que se acoplan a las porciones radialmente externas de los sellos.

En esta realización, el manguito comprende dos porciones longitudinalmente adyacentes 152 y 154. La porción 152 se extiende entre los cierres 128, 130 y define una zona cerrada o "seca" 132, y la porción 154 se extiende desde el cierre intermedio 130 hasta el extremo abierto del manguito y define una zona abierta 133. Tal como se representa, la porción 152 del manguito tiene la configuración de un fuelle, proporcionando así la superficie externa de esta porción del manguito con porciones de superficie que se extienden radialmente 156. La porción 154 tiene una sección transversal circular constante en su totalidad excepto para su porción de extremo abierta 158, que se ensancha radialmente hacia el exterior hacia su extremo libre 160.

Las porciones longitudinales 152 y 154 del manguito se pueden formar de manera separada y conectarse juntas mediante o con el cierre 130 durante la colocación del dispositivo.

En las dos realizaciones descritas anteriormente, por lo menos los elementos que forman el manguito del dispositivo están preferiblemente formados a partir de un material eléctricamente aislante e hidrofóbico, tal como un fluoropolímero.

Las zonas cerradas 32, 132 formadas por los respectivos dispositivos se pueden extender entre el 30% y el 70% de la longitud del dispositivo y en las realizaciones representadas se extienden aproximadamente la mitad de esta longitud. La longitud de las porciones de manguito desde el cierre intermedio 30, 130 al extremo abierto es preferiblemente por lo menos cinco veces la anchura promedio de la separación anular entre el cable y esta porción de manguito - es decir, en la zona abierta. La anchura mínima de esta separación anular es por lo menos del 75% del diámetro del cable. Típicamente, para un cable ADSS que tiene un diámetro externo de 15 mm, el dispositivo 22, 122 es entre medio y un metro de largo; la longitud de la zona cerrada o "seca" es alrededor de la mitad de la longitud de todo el dispositivo; y la anchura mínima de la separación anular en la zona abierta 33, 133 es de 12,5 mm.

El funcionamiento de los dispositivos se describirá ahora con particular referencia las figuras 2 y 5.

En primer lugar, se apreciará que si la superficie del cable está seca no fluirá corriente a lo largo de su longitud. Sin embargo, si la superficie del cable se moja la corriente fluirá hacia la zona de suspensión conectada a tierra 20 debido al gradiente de voltaje. Típicamente, el campo eléctrico de la zona adyacente 20 debido a los cables de energía adyacentes (no representados) es de 10 kV y más, por ejemplo, 20 kV.

Los dispositivos 22, 122 está previstos para mantener el exterior del cable seco sobre la porción 24 de la longitud del cable adyacente a las zonas de suspensión conectadas a tierra 20 y dispuestos en la zona cerrada o "seca" 32, 132 prevista por el dispositivo para evitar el arco de banda seca sobre esa porción.

La porción del dispositivo 22, 122 que define la zona abierta 33, 133 funciona de la misma manera que el escudo de lluvia descrito anteriormente. Es decir, protege substancialmente el cable de la lluvia en la zona abierta pero no evita que la condensación se deposite sobre el cable. Sin embargo, la zona abierta está suficientemente separada de la zona de suspensión conectada a tierra 20 de manera que el arco de banda seca no se producirá en la porción del cable dispuesta en la zona abierta cuando esa porción está mojada. La corriente fluirá tal como se indica mediante las flechas A en las figuras 2 y 5 a lo largo del cable mojado en la zona abierta 33, 133, a lo largo del interior de la porción de manguito que define la zona abierta; y a lo largo de todo el exterior del manguito a la zona de suspensión conectada a tierra 20. El arco de banda seca se puede producir sobre la superficie externa del manguito adyacente a la zona 20, pero esto degrada el dispositivo, que se puede reemplazar fácilmente, más que el cable ADSS 10.

La configuración de fuelle de la porción 152 del manguito proporciona una trayectoria tortuosa para el flujo de corriente entre el cable y la zona de suspensión conectada a tierra.

Si el manguito está formado a partir de un material hidrofóbico, el interior del manguito permanecerá lo suficientemente seco para evitar el flujo de corriente a lo largo del mismo. Sin embargo, el exterior del manguito puede, a lo largo del tiempo, perder sus características hidrofóbicas debido a la exposición al ambiente y cuando está mojado esté en el potencial de tierra. De esta manera, en este caso, la separación anular entre el extremo abierto libre del manguito y el cable será lo suficientemente grande para evitar el arco a través del mismo.

A partir de lo anterior se apreciará que el uso del dispositivo tal como se describe mantiene la superficie externa del cable seca sobre una porción del mismo adyacente a la zona de suspensión conectada a tierra, cuya porción sería susceptible de arco de banda seca si estuviera mojada.

Claims (11)

1. Dispositivo (22) para usarse adyacente a una zona de suspensión conectada a tierra (20) de un cable de autosoporte dieléctrico (10) suspendido en un campo eléctrico en dicha zona (20) desde una torre o similar para limitar el arco de banda seca adyacente a dicha zona (20), comprendiendo dicho dispositivo (22) medios para definir un manguito (26) para ajustarse al cable adyacente a dicha zona (20) y medios para definir dos cierres (28, 30) para el manguito (26), cuyos cierres (28, 30) son acoplables con el cable (10) en posiciones longitudinalmente separadas para formar con el cable (10) y el manguito (26) una zona cerrada (32) entre los cierres, caracterizado por el hecho de que uno de dichos cierres (28) está previsto en una porción de extremo de dicho manguito (26) y el otro de dichos cierres (30) está previsto entre dicha porción de extremo y la porción de extremo opuesta (33) del manguito (26), cuya porción de extremo opuesta está abierta.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo está partido axialmente de manera que dichos medios para definir dicho manguito (26) comprenden por lo menos dos elementos articulados o separados (34, 36) que se pueden ajustar juntos para formar dicho manguito (26).

3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el que dichos medios para definir dichos dos cierres (28, 30) comprenden respectivos elementos conectados a dichos elementos (34, 36).

4. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3, que también comprende medios de abrazadera para sujetar dichos elementos juntos cuando se ajustan juntos para formar dicho manguito (26).

5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada uno de dichos cierres (28, 30) está provisto de o comprende unos medios de sellado elásticos para acoplar de manera sellada el cable (10) cuando dicho manguito (26) se ajusta a dicho cable.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, en el que por lo menos uno de dichos medios de sellado comprende una pluralidad de aletas deformables para acoplar de manera sellada en cable (10) en posiciones longitudinalmente separadas.

7. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que dicha porción de extremo abierta (33) se ensancha radialmente hacia el exterior hacia su extremo libre.

8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie externa de por lo menos una porción de dicho manguito (26) comprende porciones de superficie que se extienden radialmente.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, en el que dicha porción del manguito (26) tiene la configuración de un fuelle.

10. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos los medios para definir dicho manguito están formados a partir de un material eléctricamente aislante e hidrofóbico.

11. Instalación que comprende un cable de autosoporte dieléctrico suspendido en una zona de suspensión conectada a tierra (20) del mismo en un campo eléctrico desde una torre o similar, que tiene un dispositivo (22) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores ajustado en el cable (10) adyacente a dicha zona conectada a tierra (20).