ES2298143T3

ES2298143T3 - Dispositivo para controlar un campo electrico con tension continua.

Info

Publication number: ES2298143T3
Application number: ES00937437T
Authority: ES
Inventors: Lars Palmqvist; Jorgen Svahn
Original assignee: ABB AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2008-05-16
Anticipated expiration: 2020-05-23
Also published as: WO2000074191A1; EP1188209A1; AU5261000A; SE9901987L; DE60037588T2; SE514209C2; AU758673B2; SE9901987D0; ATE382200T1; EP1188209B1; DE60037588D1

Abstract

Un dispositivo de control de campo eléctrico CC prefabricado para un cable CC de alto voltaje (2, 16) incluyendo un conductor en tensión interior (3, 17), un aislamiento (5, 19), y una capa conductora exterior (4) dispuesta con un extremo que termina a distancia de un extremo del aislamiento formando por ello una región a lo largo del cable donde el aislamiento está expuesto, el dispositivo de control de campo incluye una combinación de control de campo resistivo y control de campo geométrico, donde el control de campo resistivo incluye al menos una capa resistiva (7, 21, 29) dispuesta a lo largo del cable (2, 16) de tal manera que se extienda a lo largo de la capa conductora y más allá de dicho extremo de la capa conductora, capa resistiva que en un primer extremo (12, 24) está conectada eléctricamente al conductor (3, 17) y en un segundo extremo (13, 25) está conectada eléctricamente a potencial de tierra mediante la capa conductora exterior (4), y el control de campo geométricoincluye un cono de esfuerzo (11, 23, 32) incluyendo una capa conductora exterior (9, 22), el cono de esfuerzo está dispuesto en dicho segundo extremo (13, 25) de la capa resistiva (7, 21, 29), caracterizado porque el cono de esfuerzo (11, 23, 32) se extiende con diámetro creciente desde una posición entre dicho segundo extremo (13, 25) de la capa resistiva (7, 21, 29), y dicho extremo de la capa conductora (4, 18) del cable CC (2, 16), y al menos parcialmente hacia dicho primer extremo (12, 24) de la capa resistiva (7, 21, 29).

Description

Dispositivo para controlar un campo eléctrico con tensión continua.

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Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo para controlar un campo eléctrico, por ejemplo, en una conexión, una terminación o una unión, de un cable de alto voltaje para voltaje CC.

En el control de campo convencional de voltaje CC se utiliza solamente control de campo resistivo. El potencial eléctrico entre la parte en tensión y tierra es distribuido con la ayuda de un material con una resistencia adecuada. La desventaja de este control de campo conocido es que, en variaciones rápidas del voltaje, el material resistivo no tiene tiempo para controlar el campo, lo que da lugar a altos esfuerzos en el material.

GB 2 111 769 muestra un dispositivo de control de campo eléctrico para una terminación o unión de un cable de alto voltaje blindado. El dispositivo de control de campo eléctrico incluye una capa de graduación de esfuerzo interior que tiene un carácter al menos parcialmente resistivo y que se extiende desde el conductor expuesto para solapar el o cada blindaje de cable, una capa conductora exterior que contacta eléctricamente la capa de graduación de esfuerzo en dicho solapamiento con el o cada blindaje de cable, y una capa aislante que separa la capa de graduación de esfuerzo y la capa conductora en la región entre dicho solapamiento y el conductor expuesto. Se describen diferentes configuraciones de la capa de graduación de esfuerzo, la capa de aislamiento y la capa conductora; se indica que la capa de graduación de esfuerzo, la capa conductora y las capas aislantes son ventajosamente de grosor uniforme en todas sus longitudes. En una realización la capa de aislamiento forma un cono de esfuerzo, que tiene un grosor mínimo uniforme donde recubre el blindaje de cable, un grosor máximo donde recubre el conductor expuesto, y un grosor ahusado entremedio.

El objeto de la presente invención es mejorar el control del campo eléctrico, en voltaje CC, con el fin de reducir el riesgo de creación de cargas nocivas y de altos esfuerzos que surgen con los cambios rápidos del voltaje.

Este objeto se logra según la invención por una combinación de control de campo resistivo, incluyendo al menos una capa resistiva que está dispuesta a lo largo del cable y que, en un extremo (el primer extremo), está conectada eléctricamente a un conductor en tensión interno del cable y, en su otro extremo (el segundo extremo), está conectada eléctricamente a potencial de tierra, y control de campo geométrico, incluyendo un cono de esfuerzo que se extiende con diámetro creciente desde una posición entre dicho segundo extremo de la capa resistiva y un extremo de la capa conductora del cable CC, y al menos parcialmente hacia dicho primer extremo de la capa resistiva.

Combinando el control de campo resistivo con un control de campo geométrico se obtiene un control doble del campo eléctrico, tanto a voltaje CC constante como a voltaje variable. Pueden surgir variaciones de voltaje durante la conexión y desconexión o a esfuerzos de pulso similares.

Según la técnica anterior, la pantalla de aislamiento del cable se quita antes del montaje de una terminación, una conexión, una unión o dispositivo de cable análogo. El esfuerzo del campo eléctrico es más alto en regiones donde el cable tiene menos resistencia a la ruptura eléctrica que en otras regiones. Tal región es, en consecuencia, donde la pantalla de aislamiento del cable se quita mecánicamente.

Hay razones para asumir que los problemas que ponen en peligro el modo de operación de la instalación, en conexión con voltaje CC, surgen, entre otros, por la acumulación de cargas de espacio en las capas límite que hay entre el aislamiento y los accesorios. Para resolver estos problemas, los dispositivos de cable de la técnica anterior eran complicados y de diseño poco fiable, dado que tenía que manejar los esfuerzos eléctricos producidos por voltaje CC, pero también las sobretensiones transitorias de alto voltaje que pueden surgir. Los dispositivos de cable de la técnica anterior eran caros y también implicaban un largo tiempo de suministro, dado que se tenían que adaptar en situ a la geometría y esfuerzos eléctricos del cable.

Por medio de la presente invención, los dispositivos de cable serán simples y fiables, dado que se prefabrican con los componentes necesarios para el control del campo de voltaje CC y el control de las altas tensiones transitorias de alto voltaje.

La invención se describirá ahora con más detalle con referencia a los dibujos acompañantes, donde:

La figura 1 representa una vista esquemática en sección transversal de una conexión de cable.

La figura 2 representa una vista esquemática en sección transversal de una terminación de cable.

Y la figura 3 representa una vista esquemática en sección transversal de una unión de cable.

En los dibujos, la figura 1 representa una conexión de cable 1 y un cable 2, con un conductor interior 3, una capa conductora exterior 4, y un aislamiento 5. La conexión 1 acomoda una capa resistiva 7, una capa aislante 8, una capa conductora exterior 9, y un deflector 10. También la superficie límite hacia un casquillo (no representado) puede estar provista de una capa resistiva de control de campo 6.

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La capa conductora exterior 9 tiene forma de un cono de esfuerzo 11, para control de campo geométrico. La capa resistiva 7 se extiende a través de la conexión 1 a lo largo del cable 2. El deflector interior 10 está conectado eléctricamente al conductor en tensión interior 3 del cable 2 y a un primer extremo 12 de la capa resistiva 7. En un segundo extremo 13, la capa resistiva 7 está conectada eléctricamente a potencial de tierra, por ejemplo mediante la capa conductora exterior 4 del cable 2. Igualmente, el cono de esfuerzo 11 está conectado eléctricamente a potencial de tierra y se extiende con diámetro creciente desde una región cerca de dicho segundo extremo 13 al menos parcialmente hacia dicho primer extremo 12 de la capa resistiva 7. La superficie limitadora interior 14 del cono de esfuerzo forma un ángulo con la capa resistiva 7 de aproximadamente 5-30º.

La figura 2 representa una terminación de cable 15 y un cable 16, con un conductor interior 17, una capa conductora exterior 18 y un aislamiento 19. La terminación 15 exhibe una capa resistiva 21 y una capa conductora exterior 22. La capa conductora exterior 22 está formada como un cono de esfuerzo 23 para control de campo geométrico. Un primer extremo 24 de la capa resistiva 21 está conectado eléctricamente a la parte en tensión interior 17 del cable 16. En un segundo extremo 25, la capa resistiva 21 está conectada eléctricamente a potencial de tierra y está en contacto con la capa conductora exterior 18 del cable 16.

Igualmente, el cono de esfuerzo 23 está conectado a potencial de tierra y se extiende con diámetro creciente desde dicho segundo extremo 25 al menos parcialmente hacia dicho primer extremo 24. La superficie limitadora interior 26 del cono de esfuerzo forma un ángulo con la capa resistiva 21 de aproximadamente 5-30º.

La figura 3 representa una unión de cable 27, incluyendo una porción de conexión 28 para el cable respectivo (no representado). Cada porción de conexión 28 exhibe una capa de control de campo resistivo 29, una capa aislante 30 y una capa conductora exterior 31. La capa conductora exterior 31 está formada como un cono de esfuerzo 32 para control de campo geométrico. En un extremo de la porción de conexión 28, es decir, generalmente en el centro de la unión 27, un deflector interior 33 está conectado eléctricamente a la capa resistiva 29 y un conductor en tensión interior del cable (no representado), y en el otro extremo de la porción de conexión 28, la capa resistiva 29 está conectada eléctricamente a potencial de tierra. El deflector 33 exhibe un engrosamiento de sus porciones de extremo, que cooperan con el cono de esfuerzo 32 en las variaciones de voltaje. El cono de esfuerzo 32 se extiende con diámetro creciente desde el segundo extremo de la capa resistiva, que está más próxima al potencial de tierra, al menos parcialmente hacia dicho primer extremo de la capa resistiva, que está más próxima el conductor en tensión. La superficie limitadora interior 36 del cono de esfuerzo 32 forma un ángulo con la capa resistiva 29 de aproximadamente 5-30º.

La unión 27 es adecuadamente cilíndrica, aunque otras formas geométricas son factibles, y se hace principalmente de caucho EPDM, pero también son posibles otros plásticos o elastómeros.

Claims

1. Un dispositivo de control de campo eléctrico CC prefabricado para un cable CC de alto voltaje (2, 16) incluyendo un conductor en tensión interior (3, 17), un aislamiento (5, 19), y una capa conductora exterior (4) dispuesta con un extremo que termina a distancia de un extremo del aislamiento formando por ello una región a lo largo del cable donde el aislamiento está expuesto, el dispositivo de control de campo incluye una combinación de control de campo resistivo y control de campo geométrico, donde el control de campo resistivo incluye al menos una capa resistiva (7, 21, 29) dispuesta a lo largo del cable (2, 16) de tal manera que se extienda a lo largo de la capa conductora y más allá de dicho extremo de la capa conductora, capa resistiva que en un primer extremo (12, 24) está conectada eléctricamente al conductor (3, 17) y en un segundo extremo (13, 25) está conectada eléctricamente a potencial de tierra mediante la capa conductora exterior (4), y el control de campo geométrico incluye un cono de esfuerzo (11, 23, 32) incluyendo una capa conductora exterior (9, 22), el cono de esfuerzo está dispuesto en dicho segundo extremo (13, 25) de la capa resistiva (7, 21, 29), caracterizado porque el cono de esfuerzo (11, 23, 32) se extiende con diámetro creciente desde una posición entre dicho segundo extremo (13, 25) de la capa resistiva (7, 21, 29), y dicho extremo de la capa conductora (4, 18) del cable CC (2, 16), y al menos parcialmente hacia dicho primer extremo (12, 24) de la capa resistiva (7, 21, 29).

2. Un dispositivo de control de campo eléctrico CC prefabricado según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie limitadora interior (14, 26, 36) del cono de esfuerzo (11, 23, 32) forma un ángulo con la capa resistiva (7, 21 29) de aproximadamente 5-30º.