ES2258230T3 - Manguito de union para acoplamiento de barras colectoras en una instalacion de conmutacion con aislamiento por gas. - Google Patents

Abstract

Manguito de unión (M) para un acoplamiento (SK) de barras colectoras para la unión de dos celdas de conmutación (F1, F2) de una instalación de conmutación con aislamiento por gas, en el cual el manguito de unión (M) está hecho de un material aislante elástico (I) y conformado en forma de manguera, caracterizado porque el manguito de unión (M) presenta una superficie exterior eléctricamente conductora (OA), que está puesta a tierra, y una superficie interior eléctricamente conductora (OI), a la que se aplica el potencial de tensión de la barra colectora (S), y porque el manguito de unión (M) presenta un electrodo de acoplamiento (KE) incrustado en el material aislante (I).

Description

Manguito de unión para acoplamiento de barras colectoras en una instalación de conmutación con aislamiento por gas.

La invención se refiere a un manguito de unión para un acoplamiento de barras colectoras según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un acoplamiento de barras colectoras y a una instalación de conmutación con aislamiento por gas equipada con él, en particular una instalación de media tensión con aislamiento por gas, según el preámbulo de la reivindicación subordinada correspondiente.

En las instalaciones de conmutación con celdas de conmutación u otros módulos con aislamiento por gas, que están unidos entre sí mediante acoplamientos de barras colectoras, se plantean elevados requerimientos no sólo al contacto eléctrico, sino también a la obturación a los gases.

En el campo del acoplamiento de barras colectoras se emplea convencionalmente un manguito de unión, que está hecho de un material aislante elástico, con frecuencia de un material elastómero, y que está conformado en forma de manguera, para rodear con seguridad las barras colectoras y aislar respecto al medio ambiente.

Según el documento EP-A-1 111 748 es conocido un acoplamiento de barras colectoras, que está equipado con un manguito de unión aislante ("manguito aislante") de este tipo.

Las propiedades aislantes pueden sin embargo resultar empeoradas debido a descargas parciales, y pueden disminuir en el curso del tiempo de funcionamiento de la instalación de conmutación. Para un funcionamiento seguro, así como ya durante la puesta en servicio de la instalación, se deben llevar a cabo las llamadas mediciones TE (TE: descarga parcial), para detectar posibles daños en el material aislante y para garantizar que el montaje cumple las prescripciones. Junto a los procedimientos ópticos y apoyados por ultrasonidos, un método convencional es el diagnóstico TE eléctrico (según IEC 60270), en el que mediante sensores de medida, llamados también electrodos de acoplamiento, se vigila y detecta la producción en el tiempo de las descargas parciales, siendo las señales de medida obtenidas sometidas a un análisis intensivo de las señales. El análisis de las señales se efectúa en diferentes rangos de frecuencia, que llegan hasta el rango de GHz, a saber hasta los rangos UHF (UHF: frecuencia ultra-alta). Si el análisis de las señales se lleva a cabo en estos rangos de frecuencia ultra-alta, se habla por tanto también de diagnóstico UHF-TE.

Para la detección de las señales de medida, convencionalmente un sensor de UHF (electrodo de acoplamiento UHF) está integrado en una pieza de resina fundida, que se encuentra en el recinto de gas de la instalación. O bien se proporciona una toma de tensión mediante la barra colectora.

Estas medidas conocidas tienen el inconveniente de que hay que montar componentes adicionales con una necesidad de espacio no despreciable, lo que entre otras cosas ocasiona costes. Además, para el cableado de los sensores y tomas de corriente son necesarias obturaciones adicionales para la conducción del cableado fuera de la instalación. Además, un intercambio de sensores sólo es posible con intervención en el recinto de gas de la instalación, lo que hace precisos trabajos bajo gas adicionales.

Es por tanto problema de la invención proponer una solución para estos problemas, que permita un diagnóstico UHF-TE seguro y de manipulación lo más sencilla posible en un acoplamiento de barras colectoras para instalaciones de conmutación con aislamiento por gas.

El problema se resuelve mediante un manguito de unión para un acoplamiento de barras colectoras con las características de la reivindicación 1, así como mediante un acoplamiento para barras colectoras y una instalación de conmutación con aislamiento por gas equipada con él con las características de la reivindicación subordinada correspondiente.

Se propone por tanto que el manguito de unión presente una superficie exterior eléctricamente conductora, que está puesta a tierra, y una superficie interior eléctricamente conductora, a la que se aplica el potencial de tensión de la barra colectora, y que el manguito de unión presente un electrodo de acoplamiento incrustado en el material aislante.

Mediante estas medidas se obtiene una disposición de medida muy fiable, en la cual el sensor (electrodo de acoplamiento) se encuentra fuera del recinto de gas de la instalación, lo que a su vez no requiere trabajo alguno bajo gas para el intercambio del sensor. Con esta configuración del manguito de unión y disposición del sensor, la capacidad primaria del electrodo de acoplamiento respecto a la barra colectora depende de la superficie del electrodo y de la distancia a la capa conductora interior (superficie eléctricamente conductora interior). Por tanto, la capacidad primaria se puede diseñar francamente grande sin influir sobre la resistencia a la tensión del manguito. Se puede conseguir por tanto una elevada sensibilidad a descargas parciales del sensor (electrodo de acopla-
miento).

De las reivindicaciones subordinadas se deducen configuraciones particularmente ventajosas de la invención.

Es por tanto particularmente ventajoso que el electrodo de acoplamiento presente una superficie sensora, que está alineada tangencialmente a la superficie exterior. Se evita con ello que se pudiera producir un aumento de campo en la zona del electrodo que pudiera perjudicar a la medición UHF-TE.

En relación con esto es ventajoso también que el electrodo de acoplamiento esté incrustado en el material aislante, de modo que el electrodo de acoplamiento esté eléctricamente aislado de la superficie interior y de la superficie exterior, y que el electrodo de acoplamiento presente una zona de borde, que está alineada solapándose al menos parcialmente con la superficie exterior.

Es además particularmente ventajoso que el electrodo de acoplamiento esté unido con un elemento de empalme por enchufe, que se encuentra en un vaciado, que está rodeado por el material aislante. En relación con esto es ventajoso que el elemento de empalme por enchufe se pueda unir además con un elemento antagonista, y que el vaciado esté adaptado a la forma exterior de este elemento antagonista para una unión por enchufe estanca al polvo y a la humedad. Mediante estas medidas se obtiene una posibilidad de conexión segura y fácil de manipular para aparatos de medida, en particular para aparatos indicadores de tensión y analizadores de espectro.

A continuación se describen en detalle la invención y las ventajas que se obtienen con la misma, con ayuda de un ejemplo de realización y con el auxilio de los dibujos esquemáticos adjuntos:

Figura 1, que muestra un acoplamiento de barras colectoras con un manguito de unión según la invención, en una representación en corte transversal; y

Figura 2, que muestra el manguito de unión según la invención, si bien en otra representación en corte transversal.

En la Figura 1 se representa en corte transversal un acoplamiento SK de barras colectoras, que debe unir entre sí dos celdas de conmutación F1 y F2 representadas de modo fragmentario (mitades izquierda y derecha de la imagen respectivamente).

En los recipientes de gas de ambas celdas de conmutación F1 y F2 se encuentran tubos S de las barras colectoras, que sobresalen con sendos extremos respectivos del recipiente, a fin de poder ser unidos entre sí mediante el acoplamiento SK de barras colectoras. Para ello, los tubos S de las barras colectoras están alineados coaxialmente entre sí y sus extremos sobresalen de sendos pasamuros obturados con anillos de obturación (llamados también anillos toroidales). Todos los pasamuros se encuentran en sendas aberturas pasantes del recipiente y están obturados contra disipación de gas aislante por medio de anillos de obturación. Un tubo S de la barra colectora de la segunda celda de conmutación F2 (mitad derecha de la imagen) sobresale de su pasamuro, más que la pieza antagonista correspondiente del primer tubo de la barra colectora (mitad izquierda de la imagen).

Alrededor de los extremos acoplados entre sí de las barras colectoras (extremos de los tubos S de las barras colectoras) se extiende un manguito de unión M, que está conformado en forma de manguera y que está hecho de un material aislante elástico I, preferentemente de un material elastómero. El manguito M está sujeto por medio de bridas FL a las paredes exteriores de las celdas de conmutación F1 y F2, y rodea a las partes de las barras colectoras que sobresalen de las celdas de conmutación. La unión queda aislada eléctricamente y protegida respecto al medio ambiente mediante este manguito M.

Según la invención, el manguito M tiene una superficie conductora interior OI, que hace contacto eléctrico con la barra colectora S, y por tanto el potencial de tensión de la misma se aplica a esta superficie interior OI. El manguito M tiene además una superficie exterior OA, que es también eléctricamente conductora. Esta superficie exterior OA está puesta a tierra a través de las bridas y de las paredes de los recipientes de gas de las celdas de conmutación F1 y F2.

Para la detección de señales de medida en el marco de mediciones TE-UHF, en la zona central del manguito de unión M está incrustado un sensor en forma de un electrodo de acoplamiento KE. El electrodo de acoplamiento KE se encuentra en el material aislante I y está configurado como superficie abombada cóncava, que está alineada tangencialmente a la superficie exterior OA. El electrodo de acoplamiento puede estar hecho de un material conductor o también de un plástico semiconductor. Adosado al electrodo de acoplamiento KE está dispuesto un pasador de contacto, que es parte de un acoplamiento de empalme por enchufe, que se encuentra en un vaciado y que por tanto puede ser unido por fuera, mediante una clavija de enchufe apropiada (pieza antagonista respecto al acoplamiento), con un aparato de medida.

La Figura 2 muestra, en otra representación en corte transversal, el manguito M y de modo aún más preciso el electrodo de acoplamiento KE integrado en él.

Como puede verse en ella, el propio electrodo de acoplamiento KE está incrustado en el material aislante I, solapándose la superficie sensora en sus zonas de borde R con la superficie exterior OA del manguito M. El electrodo KE está además separado de la superficie exterior OA puesta a tierra mediante una delgada capa de material aislante I. Debido a ello y a la alineación tangencial de la superficie sensora, no se produce aumento apreciable alguno del campo en la zona del electrodo. Esto tiene la ventaja de que la capacidad primaria del electrodo de acoplamiento KE respecto a la barra colectora S depende de la superficie sensora del electrodo KE y de la distancia a la superficie interior OI. La capacidad primaria se puede por tanto diseñar francamente grande, sin que pueda producirse un deterioro de la resistencia a la tensión del manguito M. Se puede conseguir por tanto, finalmente, una elevada sensibilidad a descargas parciales del sensor KE.

El contacto con el sensor KE tiene lugar a través del contacto de enchufe S1, que se encuentra en el vaciado A del manguito M y que forma por tanto un casquillo de enchufe, en el que se puede introducir la pieza antagonista, la clavija de enchufe S2, con ajuste prieto y de modo estanco al polvo y al agua. Como el sensor KE es por tanto accesible desde el exterior, y se encuentra fuera del recinto de gas, no sólo es muy fácil materializar una unión de medida, sino que un eventual intercambio del sensor KE a realizar se puede llevar a cabo también sin trabajo bajo gas.

La disposición en conjunto sólo contiene componentes baratos y pocos en número. No son necesarias ya juntas adicionales o similares. Tampoco se requiere necesidad de espacio adicional.

Por tanto, la disposición propuesta es muy bien apropiada para su aplicación en instalaciones de conmutación con aislamiento por gas. Pero también son imaginables otras posibilidades de aplicación, como por ejemplo en el campo de los transformadores de potencia, etc.

Claims (7)

1. Manguito de unión (M) para un acoplamiento (SK) de barras colectoras para la unión de dos celdas de conmutación (F1, F2) de una instalación de conmutación con aislamiento por gas, en el cual el manguito de unión (M) está hecho de un material aislante elástico (I) y conformado en forma de manguera,

caracterizado porque el manguito de unión (M) presenta una superficie exterior eléctricamente conductora (OA), que está puesta a tierra, y una superficie interior eléctricamente conductora (OI), a la que se aplica el potencial de tensión de la barra colectora (S), y porque el manguito de unión (M) presenta un electrodo de acoplamiento (KE) incrustado en el material aislante (I).

2. Manguito de unión (M) según la reivindicación 1, caracterizado porque el electrodo de acoplamiento (KE) presenta una superficie sensora, que está alineada tangencialmente a la superficie exterior (OA).

3. Manguito de unión (M) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el electrodo de acoplamiento (KE) está incrustado en el material aislante (I), de modo que el electrodo de acoplamiento (KE) está eléctricamente aislado de la superficie interior (OI) y de la superficie exterior (OA), presentando el electrodo de acoplamiento (KE) una zona de borde (R), que está alineada solapándose al menos parcialmente con la superficie exterior (OA).

4. Manguito de unión (M) según la reivindicación 1, caracterizado porque el electrodo de acoplamiento (KE) está unido con un elemento de empalme por enchufe (S1), que se encuentra en un vaciado (A), que está rodeado por el material aislante (I).

5. Manguito de unión (M) según la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento de empalme por enchufe (S1) se puede unir con un elemento antagonista (S2), y porque el vaciado (A) está adaptado a la forma exterior de este elemento antagonista (S2) para una unión por enchufe estanca al polvo.

6. Acoplamiento (SK) de barras colectoras con un manguito de unión (M) para la unión de dos celdas de conmutación (F1, F2) de una instalación de conmutación con aislamiento por gas, en el que el manguito de unión (M) está hecho de un material aislante elástico (I) y conformado en forma de manguera,

caracterizado porque el manguito de unión (M) presenta una superficie exterior eléctricamente conductora (OA), que está puesta a tierra, y una superficie interior eléctricamente conductora (OI), a la que se aplica el potencial de tensión de la barra colectora (S), y porque el manguito de unión (M) presenta un electrodo de acoplamiento (KE) incrustado en el material aislante (I).

7. Instalación de conmutación con aislamiento por gas, en particular instalación de conmutación de media tensión con aislamiento por gas, con al menos dos celdas de conmutación (F1, F2), que están unidas entre sí mediante un acoplamiento (SK) de barras colectoras que presenta un manguito de unión (M), estando el manguito de unión (M) hecho de un material aislante elástico (I) y conformado en forma de manguera,

caracterizado porque el manguito de unión (M) presenta una superficie exterior eléctricamente conductora (OA), que está puesta a tierra, y una superficie interior eléctricamente conductora (OI), a la que se aplica el potencial de tensión de la barra colectora (S), y porque el manguito de unión (M) presenta un electrodo de acoplamiento (KE) incrustado en el material aislante (I).