ES2241782T3 - Caja terminal de cable. - Google Patents

Abstract

Caja terminal (8) de cable, especialmente caja terminal exterior para un cable eléctrico (12) con un aislamiento (14) de cable, una capa conductora (15) y un apantallamiento (11) de cable, estando montada la caja terminal (8) a un lado sobre una guarnición (20) de pie, con medios (18) en la guarnición (20) de pie para la sujeción del cable (10), con un paso eléctrico (32) en el interior de la caja terminal (8), con una guarnición (70) de cabeza para la sujeción de un conductor eléctrico con el paso (32), con medios (30) para la unión eléctrica del apantallamiento (11) de cable con el potencial de tierra, con un dispositivo de control de campo (34, 36) y otro dispositivo aislante de campo para las transiciones de potencial en el extremo de cable, con un cuerpo aislante (50) y con medios (23) para la sujeción del cuerpo aislante (50) en la guarnición (20) de pie, caracterizada porque el paso eléctrico (32), está unido con el conductor (12) de cable por elementos (17, 30) de contacto configurados como elementos de apriete, porque el paso eléctrico (32), el cuerpo aislante (50) y la guarnición (70) de cabeza forman una unidad para el montaje, y porque el cuerpo aislante (50) está configurado para la absorción de la carga mecánica sobre la caja terminal (8).

Description

Caja terminal de cable.

El invento se refiere a una caja terminal de cable, preferiblemente una caja terminal exterior para alta tensión según el preámbulo de la reivindicación 1.

Las cajas terminales son conocidas en diversas realizaciones. Las formas de realización más antiguas están configuradas con aislantes de porcelana y un relleno de aceite u otros productos químicos. Tales cajas terminales tienen la desventaja de que no son mecánicamente muy robustas, y ya no satisfacen las condiciones actuales de protección del medio ambiente de una posible salida de sustancia. Una caja terminal sin relleno de aceite está descrita en el documento EP 667 665 B1. Característica específica de esta caja terminal es un elemento conductor rígido, que está configurado para la absorción de fuerzas transversales. El desvío de fuerza se efectúa por la sujeción de conductor libre por medio del elemento conductor rígido por un cuerpo de base con dispositivo de control de campo y aislante sobre la construcción de soporte. Punto débil de esta disposición es la transición del elemento conductor rígido al cuerpo de base.

Es conocida otra caja terminal de cable con estructura autoportante, pero sin medio aislante, en forma de gas o líquido (documento EP 0683555 A1). La resistencia mecánica la proporciona un tubo metálico rígido o un tubo provisto con un recubrimiento conductor, que está encajado por toda la longitud de la caja terminal entre la plataforma de sujeción y la pinza de conductor libre. En el cambio de un cable debe desmontarse toda la estructura, especialmente debe soltarse la sujeción del conductor libre. Esto último es de especial desventaja porque los trabajos de montaje deben emprenderse tanto en el extremo inferior como en el superior de la caja terminal.

Con respecto al recubrimiento conductor pedido del tubo portante, es digno de mención que los recubrimientos conductores sirven para conseguir una moderación relativa del curso eléctrico de campo. Para este objetivo es conocido configurar tales capas de material conductor delgado o de capas de plásticos semiconductores. Una forma especial de un recubrimiento conductor se encuentra en el documento FR 2 547 451 A1, donde la conductividad depende de forma no lineal de la tensión.

La misión del invento es proponer una caja terminal de cable, preferiblemente una caja terminal exterior de alta tensión, que sea fabricable a bajo costo y que satisfaga completamente las exigencias mecánicas.

La misión se soluciona por las características de la reivindicación principal. Las formas de realización siguientes se encuentran en las reivindicaciones subordinadas.

La caja terminal está montada a un lado sobre una guarnición de pie, preferiblemente para la sujeción sobre un travesaño. En la guarnición de pie están configurados medios para la sujeción del cable con paso eléctrico al interior de la caja terminal. En una guarnición de cabeza se encuentran medios para la sujeción con el paso; existen medios para la unión eléctrica del apantallamiento de cable con el potencial de tierra para el control de campo y aislamiento en las transiciones homogéneas de potencial en el extremo de cable.

El cuerpo aislante lleva por regla general en su superficie un material elastómero (preferiblemente de caucho de silicona) con superficie nervada (plato de pantalla). La longitud y especialmente el diámetro del cuerpo aislante debe elegirse de modo que puedan satisfacerse las exigencias de aislamiento suficiente y de evitar descargas atmosféricas con la tensión de servicio a tope. Estos requisitos se pueden mejorar de modo que se cubra la superficie del cuerpo aislante con un recubrimiento de control resistente o refractante.

El cuerpo aislante se sujeta en la guarnición de pie. Este tipo de sujeción corresponde al estado de la técnica (documento EP 667 665 B1). Se colocan los ulteriores medios usuales para la unión eléctrica del apantallamiento de cable con el potencial de tierra y los medios para control de campo (cuerpos de control de campo) y el aislamiento en las transiciones homogéneas de potencial en el extremo de cable. Es sustancial que en la sujeción en la guarnición de pie se cierren los espacios huecos existentes entre el extremo de cable y los elementos de control de campo y aislamiento por el arriostramiento mecánico con la guarnición de pie. El núcleo del invento es que el cuerpo aislante esté relleno de material entre la zona de sujeción y la de guarnición de pie hasta la altura de los elementos de contacto, y en que se evite el llenado hacia la guarnición de cabeza, por lo que se forma un espacio hueco interior.

Las tres partes del paso eléctrico con elementos de contacto, cuerpo aislante y guarnición de cabeza se fabrican individualmente. La guarnición de cabeza consiste en lo sustancial en un plato de cierre conductor eléctrico y en un tubo corto de conexión conductora libre, en el que puede estar introducido un roscado para la sujeción de un ojete portante. El paso eléctrico configurado como un tubo o perno se sujeta preferiblemente en el interior del plato de cierre en un proceso de soldadura (o también por otra unión mecánica fija). El cuerpo aislante compuesto de material aislante se pega a la guarnición de cabeza. La unidad así fabricada (también llamada unidad de montaje) se levanta a la posición de montaje en un ojete portante con una grúa y se baja desde arriba sobre la parte inferior preparada de la caja terminal. Las dimensiones de las partes en la zona inferior de la unidad de montaje se conforman de modo que se autocentran deslizando dentro de la guarnición de pie en el acoplado a la construcción de base. Aquí el paso eléctrico encuentra también contacto con el conductor de cable por elementos de contacto.

Preferiblemente se emplea para el alojamiento de contacto un sistema de enchufe de cable; éste puede estar sujeto con tornillos al conductor de cable. El contacto eléctrico para el paso eléctrico se arregla por láminas de contacto. Esta conexión por enchufe no está puesta aquí para absorber las fuerzas en la caja terminal. En la disposición presente el cuerpo aislante está por tanto montado y dimensionado, de modo que absorba todas las fuerzas mecánicas, el cierre de enchufe está descargado de esfuerzos mecánicos. Como una magnitud típica de la fuerza transversal se calcula con 5 kN, de modo que debe medirse el dimensionado mecánico de esta magnitud característica.

El cuerpo aislante se fabrica de resina moldeada o de otro material adecuado. Puede estar reforzado de material, por ejemplo con fibras de vidrio, Desde el canto inferior hasta la altura de los elementos de contacto el cuerpo aislante está completamente relleno de material. En el interior del cuerpo aislante está preferiblemente configurado un espacio hueco. La sección transversal del espacio hueco (el llenado espacial) puede ser lineal o estar reducida en una curva en forma de embudo hacia la guarnición de cabeza. Por la configuración del espacio hueco puede mantenerse pequeño el peso, sin embargo sólo puede reducirse el espesor de pared en tanto puedan absorberse las fuerzas de flexión. En una realización preferida la superficie interior del espacio hueco está recubierta con una capa conductora.

Los pasos sustanciales del procedimiento en el montaje son los siguientes:

preparación del extremo de cable, separación y liberación del conductor de cable,

colocación del alojamiento de contacto en el conductor de cable,

sujeción de la construcción de base en la guarnición de pie,

subida por medio de grúa de la unidad de montaje consistente en cuerpo aislante, guarnición de cabeza y paso eléctrico,

bajada de la unidad de montaje sobre la construcción de base sujeta en la guarnición de pie,

las partes se encuentran autocentrantes,

sujeción y arriostramiento de la unidad de montaje en la guarnición de pie y

sujeción del conductor libre por una pinza de corriente en la guarnición de cabeza.

Las formas de realización de la caja terminal exterior están representadas en las figuras. Éstas muestran en detalle:

la fig. 1 una primera forma de realización con diámetro exterior constante,

la fig. 2 otra forma de realización con diámetro exterior escalonado,

la fig. 3 una forma de realización con diversos contornos exteriores en las mitades derecha e izquierda de las figuras,

la fig. 4 dos realizaciones de brida.

La caja terminal según el invento - por ejemplo para una tensión nominal de 145 kV y con una sección transversal de conductor de 1200 mm^{2} - consiste en un cuerpo aislante 50, preferiblemente de resina moldeada, que presenta en el interior un espacio hueco 56. En la zona inferior puede reconocerse que en el extremo del alma del cable (conductor 12 y aislamiento 15 de conductor) está realizada la disposición de los elementos 36 de control de campo y de los aislantes 51 según una construcción conocida para el especialista.

El cuerpo 33 de control de campo está compuesto de caucho de silicona y se halla con su elemento 36 de control sobre la zona de transición del aislamiento 14 de conductor y el extremo de la capa conductora 15. El núcleo sustancial del invento se halla en la configuración de un cuerpo aislante 50 con perfil exterior cilíndrico 59. El cuerpo aislante tiene en su longitud un diámetro exterior constante. Éste en la zona inferior 53 aloja al cuerpo 33 de control de campo y está atornillado a la pieza 20 de pie - brida 20'. En la zona superior del cuerpo aislante está configurado en su interior un espacio hueco 56, cuya superficie interior 54 está configurada conductora eléctrica. Al espacio hueco es posible la entrada de aire.

El cuerpo aislante 50 está atornillado en la parte de pie con una placa de base o una brida 20 sobre un bastidor portante 29 (por ejemplo un travesaño sobre un apoyo aislante 21). Alternativamente la zona inferior del cuerpo aislante puede también estar conformada como cuerpo de fundición, que se puede insertar con ajuste en la brida.

Un cable 10 de alta tensión está introducido en la zona inferior de la caja terminal 8 exterior. Los alambres 11 de pantalla del cable 10 están en contacto eléctrico con la línea 20' de la pieza 20 de pie, que está montada sobre aislantes 21 en un travesaño de un mástil.

Como se ha mencionado, el diámetro del cuerpo aislante 50 debe dimensionarse, especialmente en la zona inferior (véase también el símbolo 53 de referencia en la fig. 3), de modo que la intensidad de campo exterior se halle debajo de los valores críticos en todos los estados de servicio. Condicionado por el montaje de los elementos de control de campo se requiere un diámetro relativamente mayor. Sin embargo puede reducirse el diámetro por encima de la zona de control de campo. Pero esto presupone que el plato 62 de pantalla sigue el contorno cónico o escalonado. Desde luego los costos de forma para el plato de pantalla con contorno variable a lo largo de la longitud son caros, de modo que se prefiere una disposición con una sección transversal constante en toda la longitud del cuerpo aislante.

El cuerpo aislante 50 puede estar compuesto de dos partes pegadas una con otra (51', 51'') con distintas calidades de material. La parte inferior 51'' (sujeción en la guarnición de pie hasta la altura de los elementos de contacto en el conductor de cable) está - sin recubrimiento de platos de pantalla - expuesta al medio ambiente, por lo que debe ser adecuada para aplicación exterior. La parte 51' puede estar compuesta de un material sencillo, ya que esta zona se recubre en todo caso con platos 62 de pantalla. Para una forma de realización con platos 62.1 de pantalla hasta la guarnición de pie existe igualmente un recubrimiento protector exterior, de modo que también para esta zona se puede emplear una calidad sencilla de material del cuerpo aislante.

El contorno exterior 59 del cuerpo aislante es preferiblemente cilíndrico en toda la longitud. Está cubierto con pantallas 62 de caucho de silicona RTV o LSR. La superficie exterior bajo las pantallas puede estar cubierta con un recubrimiento controlador de campo. Según la configuración, calidad y existencia de este recubrimiento 64 puede el cuerpo aislante (véase fig. 2 y 3) estar conformado con diámetros distintos (mayor abajo, decreciente arriba y en medio una transición cónica). El espesor de capa puede estar aplicado para la influencia de un efecto óptimo de control de distinto grosor.

La superficie interior 54 del espacio hueco 56 puede estar configurada conductora. Ella puede estar producida por laca conductora, recubrimiento conductor de plasma, lámina metálica (chapa), metalización o tejido metálico incrustado en resina. La superficie 54 se halla en potencial de alta tensión. La ventaja de esta configuración se halla en que, incluso en el caso de formación de agua condensada en el espacio hueco, queda garantizada la seguridad eléctrica, ya que la situación eléctrica de campo es unitaria en el presente potencial de alta tensión.

El alojamiento de contacto incrustado en el cuerpo 50 de resina moldeada comprende el contacto extremo 30 en el extremo inferior del tubo 32 conductor de corriente. El tubo está guiado hasta la guarnición 70 de cabeza y está allí sujeto. En la zona superior de la caja terminal está aplicada una tapa 71 de cierre estanca mecánica y eléctricamente.

En la transición del cuerpo de base configurado de volumen lleno en la zona inferior 53 hacia el espacio hueco está dispuesta la unión entre el conductor 12 de cable y el paso eléctrico 32. El empalmador 30 aprieta en la zona inferior del conductor de cable liberado. El flujo de corriente desde el conductor 14 de cable se efectúa por el alojamiento 17 de contacto al tubo 32. Preferiblemente se prevén aquí elementos desplazables de contacto o apriete entre el conductor de cable y el paso eléctrico. La transición entre el empalmador 30 y las láminas 42 de contacto puede estar estanqueizada por medio de un anillo tórico.

En la mitad derecha de la fig. 3 se encuentra una forma de realización del cuerpo aislante con espesamiento abombado en la zona inferior 53. El anillo metálico 26, introducido para la unión de masa, puede permanecer en esta configuración introducido con diámetro invariable. En la zona abombada 53 pueden existir platos 62.1, 62.2 de pantalla.

Las dos figuras 4A y 4B muestran diversas formas de una brida. La sujeción del cuerpo aislante sobre la brida se efectúa con varias uniones 23 de tornillo (fig. 2 y fig. 3). Por el apriete de los tornillos se arriostra la mencionada unidad de montaje por los elementos elásticos 44 (véase la fig. 31), de modo que en la zona del cuerpo de control de campo se cierran por completo los espacios huecos existentes. Con el símbolo 24 de referencia (fig. 3) está indicada una unión conductora desde la superficie del cuerpo aislante al travesaño 29. En el pie del cuerpo aislante está montado un anillo metálico 26. Por un tornillo se lleva el anillo metálico 26 a contacto con la unión 24 de masa (fig. 3).

Símbolos de referencia

8	caja terminal
10	cable de alta tensión
11	alambres de pantalla del cable
12	conductor de cable
14	aislante de conductor
15	capa conductora sobre el aislante de cable
16	alma de cable
17	alojamiento de contacto (elemento de apriete en el conductor de cable)
18	sujeción de cable en la guarnición de pie
20, 20', 20''	guarnición de pie
21	aislante

22	brida
23	atornilladura del cuerpo aislante
24	unión de masa
26	anillo metálico = contacto de tierra entre la capa conductora exterior y masa
29	travesaño
30	empalmador (empalmador de enchufe)
32	perno o tubo conductor
33	cuerpo de control de campo
34	electrodo
36	embudo de control de campo
42	láminas de contacto
44	elementos elásticos
50	campo aislante
51,51'	parte superior/parte inferior
52	perfil interior del cuerpo aislante
54	superficie interior
56	espacio hueco
58	recubrimiento conductor
59	contorno exterior
62	plato de pantalla
62.1	platos de pantalla en la zona inferior (fig. 3)
62.2	platos de pantalla en la zona media (fig. 3)
64	capa conductora exterior
65	sujeción de capa conductora en la masa
70	guarnición de cabeza
71	tapa de cierre
72	sujeción de conductor

Claims (7)

1. Caja terminal (8) de cable, especialmente caja terminal exterior para un cable eléctrico (12) con un aislamiento (14) de cable, una capa conductora (15) y un apantallamiento (11) de cable, estando montada la caja terminal (8) a un lado sobre una guarnición (20) de pie,

con medios (18) en la guarnición (20) de pie para la sujeción del cable (10),

con un paso eléctrico (32) en el interior de la caja terminal (8),

con una guarnición (70) de cabeza para la sujeción de un conductor eléctrico con el paso (32),

con medios (30) para la unión eléctrica del apantallamiento (11) de cable con el potencial de tierra,

con un dispositivo de control de campo (34, 36) y otro dispositivo aislante de campo para las transiciones de potencial en el extremo de cable,

con un cuerpo aislante (50) y con medios (23) para la sujeción del cuerpo aislante (50) en la guarnición (20) de pie,

caracterizada porque el paso eléctrico (32), está unido con el conductor (12) de cable por elementos (17, 30) de contacto configurados como elementos de apriete, porque el paso eléctrico (32), el cuerpo aislante (50) y la guarnición (70) de cabeza forman una unidad para el montaje, y porque el cuerpo aislante (50) está configurado para la absorción de la carga mecánica sobre la caja terminal (8).

2. Caja terminal de cable según la reivindicación 1, caracterizada porque el cuerpo aislante (50) entre la zona (23) de la sujeción en la guarnición (20) de pie hasta la altura de los elementos (17) de contacto está rellena de materia, y porque el llenado está reducido en dirección a la guarnición (70) de cabeza, por lo que se forma un espacio hueco interior (56).

3. Caja terminal de cable según la reivindicación 2, caracterizada porque la superficie interior (54) del espacio hueco (56) lleva un recubrimiento conductor (58).

4. Caja terminal de cable según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el cuerpo aislante (50) está fabricado de resina moldeada.

5. Caja terminal de cable según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el paso eléctrico (32) está configurado como un tubo.

6. Caja terminal de cable según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los elementos (17) de contacto en el conductor (12) de cable son contactos de lámina.

7. Caja terminal de cable según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la superficie del cuerpo aislante (50) está recubierta con una capa (64) de control de campo.