ES2290102T3 - Terminal de un cable electrico de media tension. - Google Patents

Abstract

Terminal (10) de un cable eléctrico de tensión (12), que comprende un conductor (14) que puede elevarse a un potencial V, cuyo terminal tiene la configuración de un cuerpo (16; 72) de forma generalmente longitudinal, por una parte, que está preparado en uno de sus extremos (18a; 74a), denominado primer extremo, para fijar mecánicamente el cable eléctrico a dicho cuerpo y, por otra parte, del que al menos el extremo opuesto (16b, 16; 76, 72), denominado segundo extremo, realiza una función aislante, caracterizado por que el cuerpo está preparado en su primer extremo para fijar mecánicamente el conductor del cable eléctrico de media tensión (12) y transmitir el potencial V desde el conductor hasta un electrodo exterior a dicho cuerpo, en el que los medios que fijan el conductor proporcionan al menos parcialmente la transmisión del potencial desde el conductor hasta el electrodo externo.

Description

Terminal de un cable eléctrico de media tensión.

La presente invención se refiere a un terminal de un cable eléctrico de media tensión, que comprende un conductor que puede elevarse a un potencial V.

La transmisión de energía eléctrica a tensiones medias, es decir, a tensiones o potenciales V comprendidos generalmente entre 1 kV y 50 kV, se realiza a través de cables eléctricos que se conectan entre si típicamente mediante empalmes.

Cuando un cable ha sido instalado in situ, como se ha descrito anteriormente, y está terminado, el extremo del cable puede conectarse a una unidad que, por ejemplo, transforme una tensión, por ejemplo, de 20 kV a 220 V.

Cuando el cable no se conecta a una unidad de transformación de tensión o similar, ni a otro extremo de un cable mediante un empalme, es necesario proteger al menos temporalmente el extremo del cable que, en algunos casos, puede elevarse a un potencial eléctrico V.

Esto ha de hacerse mientras se espera la conexión del extremo del cable a otro extremo de un cable o a una unidad de transformación de tensión, por ejemplo, porque se tiene prevista una extensión de la red de cables.

Con relación a esto, la solicitud de patente alemana n.º 26 04 650 proporciona un método para hacer terminaciones de extremos de cables.

En este documento se requiere montar un conector convencional de engaste sobre el conductor del cable, en su extremo, después de haber quitado la capa aislante en cierta longitud del cable.

Se usa una herramienta específica para engastar el conector convencional sobre el conductor del cable.

Se necesita una operación adicional para unir el conector engastado sobre el conductor del cable a una puntera de plástico separada que tiene una función aislante.

No obstante, este método adolece de varios inconvenientes.

Lo cual es debido a que este método incluye varias operaciones que no permitirán que un usuario final realice una terminación sencilla y rápida del cable.

Además, una de las operaciones requiere una herramienta específica para engastar el conector sobre el conductor del cable.

Además, el usuario final que haga la terminación del cable tiene que manejar varios componentes individuales.

Además se requieren distintos conectores que correspondan a distintas secciones transversales de cables eléctricos (50^{2}/95^{2}/150^{2}/240^{2} mm^{2}).

Por el documento US 6.206.714 es conocido un enchufe macho y un adaptador para uso con un conector eléctrico monopolar de enchufe hembra existente.

El enchufe macho comprende un miembro conductor alargado que tiene dos extremos, uno de los cuales ajusta con una clavija conductora de contacto del conector y el opuesto tiene medios de sujeción para su conexión a un cable y para establecer un contacto eléctrico entre el cable y la clavija de contacto.

El documento JP 11 204 166 describe un capuchón para un cable de alta tensión.

Este capuchón tiene una forma generalmente longitudinal y está formado integralmente por una capa aislante.

Un extremo del capuchón está adaptado para que se monte en un extremo de un cable de alta tensión.

La presente invención se propone remediar al menos uno de los inconvenientes mencionados anteriormente.

En consecuencia, la presente invención proporciona un terminal según la reivindicación 1.

Ventajosamente, cuando se necesita hacer una terminación de un cable eléctrico sólo es necesario fijar mecánicamente el terminal según la invención en un extremo del conductor del cable eléctrico, lo cual reduce el número de operaciones y necesita mucho menos tiempo que los métodos conocidos.

Por consiguiente, la operación de terminación del cable eléctrico resulta más fácil que en el pasado.

Además, la operación de terminación del cable eléctrico es más fiable que en el pasado porque no hay necesidad de usar varios componentes (un conector de engaste, una puntera de plástico separada, varias cintas de caucho, etc...).

El terminal según la invención permite mantener el cable bajo una tensión predeterminada cuando se hace una terminación de dicho cable.

Esta característica permite comprobar después si el extremo del cable, que aún está protegido por el terminal, se mantiene bajo la tensión apropiada.

Ha de observarse que los propios medios de fijación pueden proporcionar, al menos parcialmente, la transmisión de este potencial eléctrico.

En este caso, los medios de fijación pueden presentar el único camino para transmitir el potencial desde el conductor al electrodo externo o cooperar con al menos una parte restante del primer extremo del cuerpo a fin de efectuar también esta función de transmisión del potencial.

Según una característica, el cuerpo presenta en su primer extremo un espacio interno para recibir el conductor del cable eléctrico y medios para fijar el conductor dentro de dicho espacio interno.

Según otra característica, los medios de fijación están adaptados para cooperar con conductores de distintos tamaños.

Por consiguiente, esto permite trabajar sin gran número de conectores cada uno de los cuales se monte en un tamaño particular de conductor, dado que el espacio interno está adaptado para recibir conductores de distintos tamaños y los medios de fijación pueden montarse con conductores de distintos tamaños para fijarlos mecánicamente dentro del espacio interno.

Más particularmente, los medios de fijación están adaptados para cooperar con conductores de distintos tamaños.

Por ejemplo, los medios de fijación pueden comprender dos medios de atornillamiento.

Según una realización, los dos medios de atornillamiento están desplazados entre sí a lo largo de la dirección longitudinal o transversalmente.

También puede ser que los dos medios de atornillamiento estén desplazados entre sí tanto a lo largo de la dirección longitudinal, como transversalmente.

Por ejemplo, los medios de atornillamiento son del tipo de cabeza fusible, es decir, la cabeza se separa cuando se supera un valor determinado de par que sólo puede alcanzarse cuando se tiene el cuerpo fijado firmemente al conductor.

Ventajosamente, esto permite que las cabezas de los medios de atornillamiento queden suprimidas y que los medios de atornillamiento queden montados a ras en la pared del cuerpo que rodea el espacio interno, cuando la operación de atornillamiento ha finalizado y los medios de atornillamiento terminan en dicho espacio interno.

Como alternativa, el cuerpo puede fijarse al conductor por engaste, soldadura blanda, soldadura, apriete o cualquier otro método de fijación.

Según una primera realización de la invención, el cuerpo del terminal comprende dos partes unidas integralmente, una, denominada primera parte, que comprende el primer extremo y que está hecha de material conductor, y la otra, denominada segunda parte, que comprende el segundo extremo y que está hecha de material aislante.

Las dos partes están unidas integralmente por una de las siguientes posibilidades, no exhaustivas: atornillamiento, unión mecánica, pegado, engaste, estampado, o un tratamiento térmico fundiendo partes del material aislante. En el último caso, las partes del material aislante se deforman de tal manera que las dos partes se unen firmemente formando un componente integral.

Según una segunda realización, todo el cuerpo del terminal está hecho de material aislante y los medios de fijación del conductor dentro del espacio interno están hechos de material conductor.

Con esta configuración, los medios de fijación representan el único medio de transmisión del potencial eléctrico V desde el conductor hasta el electrodo externo.

Las características y ventajas de la presente invención resultarán más evidentes a partir de la siguiente descripción, proporcionada exclusivamente a modo de ilustración y realizada con referencia a los dibujos anejos, en los que:

- la Figura 1 representa una vista en perspectiva de un conductor de un cable que está fijado mecánicamente a un terminal según una primera realización de la invención;

- la Figura 1a representa una sección transversal longitudinal del cuerpo del terminal de la Figura 1 y que comprende dos partes que están unidas integralmente por atornillamiento;

- la Figura 1b representa el terminal según una variante en la que el cuerpo comprende dos partes que están unidas integralmente por unión mecánica;

- la Figura 1c representa la disposición de los medios de atornillamiento representados en la Figura 1, en una variante de realización;

- la Figura 2 representa una sección transversal longitudinal de un terminal según una segunda realización;

- la Figura 3 representa una sección transversal longitudinal del terminal de la Figura 1 encerrado dentro de un manguito.

La Figura 1 representa esquemáticamente una vista en perspectiva de un terminal 10 de un cable eléctrico de media tensión 12 que comprende un conductor 14 que puede elevarse a un potencial V.

En esta primera realización, el terminal 10 tiene la configuración de un cuerpo 16 de forma generalmente longitudinal.

El cuerpo presenta, a lo largo de una parte principal l1, indicada con 16a, de su dimensión longitudinal L, una forma sustancialmente cilíndrica que tiene una dimensión transversal d1 sustancialmente constante.

Esta forma sustancialmente cilíndrica de la dimensión transversal constante permite que este terminal quede encerrado perfectamente en un manguito contraíble radialmente, tal como el descrito en el documento EP 0 435 569.

Por consiguiente, el manguito cilíndrico contraíble radialmente usado para encerrar una conexión entre dos cables eléctricos puede usarse para encerrar el terminal de un cable según la invención, sin requerir ninguna modificación del manguito que tiene aproximadamente un diámetro interno constante.

El cuerpo 16 presenta, en la parte restante de su dimensión longitudinal L, una forma sustancialmente cilíndrica con dimensión transversal d2 mayor que la dimensión transversal d1.

La parte restante 16b está conectada a la parte principal 16a mediante una parte 16c de forma troncocónica.

Esta parte de mayor diámetro se usa como cierre hermético del sistema cuando se aplica el manguito.

En esta realización, que también se representa en la Figura 1a, el cuerpo 16 comprende dos partes unidas integralmente, una, denominada primera parte 18, que está preparada en uno de sus extremos 18a, denominado primer extremo, para fijar mecánicamente el conductor 14 (Figura 1) del cable eléctrico 12 a esta primera parte, y la otra, denominada segunda parte 20, que realiza una función aislante.

Esta segunda parte 20 comprende la parte 16b de mayor diámetro y una parte de la parte principal 16a (Figura 1).

La segunda parte está hecha de material aislante, por ejemplo plástico y preferiblemente polipropileno.

En el extremo 20a de la segunda parte está dispuesto un orificio roscado 22 y el extremo opuesto 18b de la primera parte 18 está provisto de una rosca 24 que se acopla firmemente en el orificio roscado 22 después de realizar una operación de atornilla-
miento.

Tanto el orificio roscado 22 como la rosca 24 están alineados con el eje longitudinal del cuerpo del terminal 10.

Podría preverse que la rosca formase parte de la segunda parte 20 y que el orificio roscado estuviese dispuesto en la primera parte 18.

Según una variante de realización representada parcialmente en la Figura 1b, las dos partes están unidas integralmente por una unión mecánica.

En esta variante, la segunda parte 30 está provista de una cavidad longitudinal 32 que está abierta por un extremo 30a.

La pared 31 que rodea la cavidad 32 está provista de dos ranuras longitudinales 33 de las cuales sólo una está representada en la Figura 1b.

En el extremo abierto 30a está dispuesto un reborde anular 34.

Por otra parte, la primera parte 36 comprende en un extremo 36a un elemento saliente 38 de menor diámetro que la parte restante de la primera parte y en una zona de la primera parte está dispuesto un rebaje anular 40 por el que el elemento saliente 38 está fijado a la parte restante de esta primera parte.

Cuando se introduce en la cavidad 32 de la segunda parte 30 el elemento saliente 38 de la primera parte 36, el reborde 34 acopla dentro del rebaje 40 debido a la elasticidad del material de la segunda parte 30 y a las ranuras, de modo que la primera parte queda retenida firmemente.

Las dimensiones de la disposición específica de la unión mecánica de ambas partes primera y segunda han sido exageradas deliberadamente en la Figura 1b para facilitar la comprensión de la invención.

Alternativamente, el elemento saliente puede formar parte de la segunda parte, en tanto que la cavidad puede estar provista en la primera parte.

Los expertos en la técnica pueden considerar otras variantes que unan integralmente las dos partes del cuerpo y, por ejemplo, las dos partes pueden unirse integralmente por pegado, engaste, estampado, o un tratamiento térmico que funda partes del material aislante.

Volviendo a la Figura 1a, la primera parte 18 presenta en su extremo 18a, correspondiente al primer extremo de todo el cuerpo 16 (Figura 1), un espacio interno 42 que tiene una forma sustancialmente cilíndrica.

Este espacio interno está cerrado por un extremo 42a y abierto por su extremo opuesto 42b, que corresponde al extremo 18a de la primera parte.

Este espacio interno está alineado con la dirección longitudinal del cuerpo 16 del terminal y está adaptado para recibir el conductor 14 (Figura 1) del cable eléctrico 12.

En esta realización, la primera parte 18 está hecha de material conductor, tal como un metal, que puede ser, por ejemplo, aluminio o cobre.

Por consiguiente, en esta realización la disposición de la rosca 24 en la primera parte metálica es más fácil que en la segunda parte plástica.

Se necesita conductividad eléctrica cuando se requiere transmitir el potencial eléctrico V desde el conductor del cable a un electrodo exterior al cuerpo y que no se representa en las figuras.

Esto es necesario cuando el cable se mantiene bajo tensión.

La primera parte 18 del cuerpo también comprende medios para fijar el conductor del cable dentro del espacio interno 42.

En esta realización, los medios de fijación comprenden dos medios de atornillamiento 44 y 46 que están dispuestos en una pared periférica 48 de la primera parte 18 y que rodea el espacio interno 42.

Los medios de atornillamiento son, por ejemplo, del tipo de cabeza fusible.

Más particularmente, en la pared 48 está dispuestos dos orificios roscados 50, 52, representados en la Figura 1, y están desplazados a lo largo de la dirección longitudinal del cuerpo.

Cuando se introduce el conductor del cable en el espacio interno 42, se accionan los medios de atornillamiento hasta que sus extremos se pongan en contacto con el conductor y se fundan las cabezas respectivas de los tornillos, consiguiéndose de este modo una fijación muy eficaz del conductor en la primera parte del cuerpo.

Se ha de entender que estos medios de fijación están adaptados para cooperar con conductores de distintos tamaños cuyas secciones transversales se extienden, por ejemplo, desde 50 hasta 630 mm^{2}.

Ha de observarse que se usan medios de atornillamiento de distintas longitudes en función del diámetro del conductor.

Después de la fusión o rotura de las cabezas de los medios de atornillamiento respectivos, los últimos quedan montados a ras en la pared 48, resultando de este modo un diámetro externo sustancialmente constante en la primera parte 18 del cuerpo.

Permitiendo que los medios de atornillamiento cooperen con conductores de distintos tamaños, deja de ser necesario tener distintos terminales para distintos tamaños de conductores.

En esta realización, los medios de fijación del conductor dentro del espacio interno 42 participan en la transmisión del potencial V desde el conductor hacia un electrodo externo (no representado en los dibujos), además de toda la primera parte 18.

No obstante, cuando se introducen conductores de tamaños apropiados en el espacio interno 42 y entran en contacto con la superficie interna 42c del espacio interno 42, mientras no esté en curso la operación de atornillamiento, los medios de atornillamiento no necesitan transmitir el potencial V desde el conductor hacia el electrodo externo.

Sin embargo, cuando el terminal según la invención está destinado a cooperar con una gama amplia de conductores de distintos tamaños, entonces es preferible usar medios de atornillamiento que no sólo fijen el conductor al cuerpo, sino que también participen en la transmisión del potencial eléctrico del conductor hacia el electrodo externo.

Debería observarse que puede ser suficiente un solo medio de atornillamiento cuando sólo se requiera fijar el conductor del cable a la primera parte del cuerpo y transmitir el potencial del conductor a un electrodo exterior.

No obstante, un solo medio de atornillamiento podría ser insuficiente cuando también se requiera transmitir una corriente eléctrica de alta intensidad.

En una variante de realización representada en la Figura 1c, los dos medios de atornillamiento 60 y 62 están dispuestos en la pared de la primera parte 64 del cuerpo y desplazados entre sí transversalmente.

Aunque no se representa en la Figura 1c, los medios de atornillamiento también pueden estar desplazados a lo largo de la dirección longitudinal.

Ventajosamente, cuando los dos medios de atornillamiento están desplazados entre sí transversalmente, puede conseguirse mejor contacto eléctrico y mecánico.

En la Figura 2 se representa un terminal 70 según una segunda realización de la invención.

Este terminal tiene la configuración de un cuerpo de forma generalmente longitudinal que está hecho sólo de material aislante, por ejemplo polipropileno.

En esta realización, el cuerpo 72 del terminal 70 presenta, a lo largo de una parte principal de su dimensión longitudinal, una forma sustancialmente cilíndrica 74 que tiene una dimensión transversal d1 sustancialmente constante y, en la parte restante 76 de su dimensión longitudinal, una forma con dimensión transversal d2 mayor que la dimensión transversal d1.

Esta parte restante 76 también tiene una forma sustancialmente cilíndrica.

La parte principal 74 está provista de un espacio interno 78 que está alineado con el eje longitudinal del cuerpo 72 y que está abierto por su extremo 78a, correspondiente al extremo 74a de la parte principal 74, con el fin de recibir conductores de distintos tamaños de cables eléctricos.

La pared 80 de la parte 74 que está provista del espacio interno 78 es similar a la parte correspondiente de la primera parte 18 de la Figura 1a.

Esta pared incluye dos medios de atornillamiento 82 y 84 cuyas cabezas tienen una forma redondeada.

Los medios de atornillamiento tienen distintas longitudes según el diámetro del conductor del cable.

Las cabezas de los medios de atornillamiento están conformadas de modo que queden montadas a ras en la pared 80 cuando esté terminada la operación de atornillamiento y los extremos de los medios de atornillamiento estén en contacto con el conductor.

Como se representa en la Figura 3, el terminal de las Figuras 1 y 1a está encerrado en un manguito cilíndrico contraíble radialmente, tal como el descrito en el documento EP 0 435 569 que se incorpora en la presente memoria por referencia.

Alternativamente pueden usarse otros manguitos o similares que estén diseñados para cubrir conexiones o terminales.

Antes de la operación de encerramiento del terminal dentro del manguito, se protege el extremo del cable eléctrico de media tensión, como se describe más adelante.

El extremo del conductor 14 del cable 12, cuya funda aislante se ha quitado, se mete dentro de la cavidad interna 42 hasta que esté en contacto con la cara extrema 42a.

Después se accionan los dos medios de atornillamiento 44 y 46 hasta que sus extremos respectivos hagan un contacto firme con el conductor y se fundan sus cabezas respectivas de modo que los medios de atornillamiento queden montados a ras en la pared 48.

La fijación mecánica del extremo del conductor 14 al primer extremo del cuerpo del terminal 10 queda terminada y por tanto el extremo del cable queda protegido rápida y fácilmente.

La protección del extremo del cable se implementa del mismo modo que en el terminal de la Figura 2.

A continuación se encierra dentro del manguito 110 el terminal que está fijado al cable, como se ha mencionado anteriormente.

El manguito 110 es cilíndrico anularmente e incluye una capa externa 111, un capa central 112 y una capa interna que está compuesta por dos partes extremas 114, 116 y una parte central 118 que está
espaciada de las partes extremas.

La capa externa 111 tiene un espesor uniforme de pared y consiste en material semiconductor.

La capa central consiste en caucho aislante de silicona líquida curada.

Las partes extremas 114, 116 consisten en material dieléctrico regulador de tensiones.

La parte central 118 actúa como electrodo y consiste en material semiconductor.

Todas las capas del manguito 110 mostradas son de material elástico para que pueda contraerse radialmente en un grado suficiente.

En el manguito 110, las partes 114, 116 y 118 están embebidas en el material aislante, pero la superficie externa del manguito 110 tiene un diámetro constante.

Preferiblemente, las partes 114, 116 y 118 tienen el mismo espesor de pared.

Cuando está contraído, el manguito también tiene un diámetro interno constante, aproximadamente.

Por consiguiente, una vez que el terminal está encerrado dentro del manguito 110, la pared 48 de la primera parte 18, así como los medios de atornillamiento 44 y 46 montados a ras, están en contacto con el electrodo externo 118.

Ha de observarse que una malla 120 semiconductora eléctricamente que rodea la funda aislante 12 también está en contacto con el electrodo 114.

El diámetro externo d1 sustancialmente constante del terminal 10 permite encerrar este terminal dentro del manguito 110 representado en la Figura 3 sin requerir ninguna modificación del último.

El manguito 110 y el terminal 10 con su parte aislante 20 se cubren con un manguito protector adicional (no mostrado) que se extiende tanto sobre el manguito 110 como sobre el terminal 10. El extremo ampliado 16b de la parte aislante 20 asegura un cierre hermético apropiado.

Las realizaciones descritas anteriormente han de entenderse como ejemplos, sin limitarse la invención a los mismos.

Claims (13)

1. Terminal (10) de un cable eléctrico de tensión (12), que comprende un conductor (14) que puede elevarse a un potencial V, cuyo terminal tiene la configuración de un cuerpo (16; 72) de forma generalmente longitudinal, por una parte, que está preparado en uno de sus extremos (18a; 74a), denominado primer extremo, para fijar mecánicamente el cable eléctrico a dicho cuerpo y, por otra parte, del que al menos el extremo opuesto (16b, 16; 76, 72), denominado segundo extremo, realiza una función aislante, caracterizado porque el cuerpo está preparado en su primer extremo para fijar mecánicamente el conductor del cable eléctrico de media tensión (12) y transmitir el potencial V desde el conductor hasta un electrodo exterior a dicho cuerpo, en el que los medios que fijan el conductor proporcionan al menos parcialmente la transmisión del potencial desde el conductor hasta el electrodo externo.

2. Terminal según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo presenta en su primer extremo un espacio interno (42; 78) para recibir el conductor (14) del cable eléctrico y medios (44, 46; 82, 84) para fijar el conductor dentro de dicho espacio interno.

3. Terminal según la reivindicación 2, caracterizado porque los medios de fijación están adaptados para cooperar con conductores de distintos tamaños.

4. Terminal según una de la reivindicaciones 2 a 3, caracterizado porque los medios de fijación comprenden al menos un medio de atornillamiento (44, 46; 82, 84) dispuesto en una pared (48; 80) del cuerpo que rodea el espacio interno (42; 78) y que, bajo la acción de una operación de atornillamiento, termina en dicho espacio interno.

5. Terminal según la reivindicación 4, caracterizado porque los medios de fijación comprenden dos medios de atornillamiento (44, 46; 82, 84).

6. Terminal según la reivindicación 5, caracterizado porque los dos medios de atornillamiento están desplazados entre sí a lo largo de la dirección longitudinal o transversalmente.

7. Terminal según una de la reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque los medios de atornillamiento son del tipo de cabeza fusible.

8. Terminal según una de la reivindicaciones 2 a 3, caracterizado porque los medios de fijación están diseñados de una manera que permite la fijación por una de las siguientes posibilidades: engaste, soldadura blanda, soldadura, apriete.

9. Terminal según una de la reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el cuerpo comprende dos partes unidas integralmente, una, denominada primera parte (18), que comprende el primer extremo y que está hecha de material conductor, y la otra, denominada segunda parte (20), que comprende el segundo extremo y que está hecha de material aislante.

10. Terminal según la reivindicación 9, caracterizado porque las dos partes (18, 20) están unidas integralmente por una de las siguientes posibilidades: atornillamiento, unión mecánica, pegado, engaste, estampado, o un tratamiento térmico que funda partes del material aislante.

11. Terminal según la reivindicación 2, caracterizado porque todo el cuerpo (72) está hecho de material aislante y los medios (82, 84) que fijan el conductor dentro del espacio interno están hechos de material conductor.

12. Terminal según una de la reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el cuerpo presenta, a lo largo de una parte principal (16a; 74) de su dimensión longitudinal, una forma sustancialmente cilíndrica que tiene una dimensión transversal d_{1} sustancialmente constante.

13. Terminal según la reivindicación 12, caracterizado porque el cuerpo presenta, en la parte restante (16b; 76) de su dimensión longitudinal, una forma con dimensión transversal d_{2} mayor que la dimensión transversal d_{1}.