ES2396789B1

ES2396789B1 - Amortiguador de vibraciones para un conductor eléctrico aéreo e instalación que comprende un conductor tubular aéreo sobre el que esté acoplado dicho amortiguador.

Info

Publication number: ES2396789B1
Application number: ES201131123A
Authority: ES
Inventors: Albert RODRIGUEZ LOPEZ; Josep SANLLEHI MUÑOZ
Original assignee: SBI Connectors Espana SA
Current assignee: SBI Connectors Espana SA
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2014-04-25
Anticipated expiration: 2031-07-01
Also published as: EP2541711A2; ES2396789R1; EP2541711A3; ES2396789A2

Abstract

Amortiguador de vibraciones para un conductor eléctrico aéreo e instalación que comprende un conductor aéreo sobre el que está acoplado dicho amortiguador.#Amortiguador de vibraciones aplicable a un cable o conductor aéreo, formado por un armazón capaz de adoptar una forma tubular en una posición operativa, para ceñirse alrededor de una porción longitudinal del citado cable o conductor, que comprende al menos una abrazadera ajustable exteriormente al cable o conductor que sirve de soporte para una pluralidad de barras regularmente espaciadas entre sí y dispuestas en una dirección axial.

Description

"Amortiguador de vibraciones para un conductor eléctrico aéreo e instalación que

comprende un conductor tubular aéreo sobre el que esté acoplado dicho amorti

guador"

Sector técnico de la inveneión

La invención se refiere a un amortiguador destinado a montarse sobre un conduclor aéreo para reducir las vibraciones que genera el viento al atravesar el citado conductor. El amortiguador de la invención es particularmente apto para ser montado sobre un conductor tubular de los que se utilizan como medio de Iransmisión de la tensión en una subeslación eléctrica, comúnmente denominados bus.

Antecedentes de la invención

Una subestación eléctrica es una instalación destinada a modificar y establecer los niveles de tensión de una infraestructura eléctrica, con el fin de facilitar el transporte y distribución de la energía eléctrica. Siendo su equipo principal un transformador o transformadores las subestaciones utilizan conductores tubulares, o buses o bus bar, formados generalmente a base de una combinación de cobre o aluminio, y plata y otros materiales que sirven para transmitir la tensión entre los elementos de maniobra y protección de la subestación. Estos conductores pueden considerarse como una viga continua, con apoyos móviles sobre los aisladores, eventuales articulaciones en la viga, que pueden alcanzar longitudes del orden de hasta 40 m de longitud.

Es conocido que el viento suave es causa de vibraciones debidas a los torbellinos de Von Karman que con cierta velocidad del viento crean condiciones de resonancia mecánica que pueden ocasionar despertectos por fatiga en la instalación, siendo por tanto necesario amortiguar estos efectos.

La presencia de torbellinos de Von Karman, también reconocido en la bibliografía como remolinos de Von Karman, puede apreciarse por ejemplo cuando un obstáculo inmóvil, tal como un cable o conductor aéreo, se opone pasivamente al flujo del aire que incide sobre él. En determinadas condiciones se forman una familia de vórtices ciclónicos y anticiclónicos a sotavento del obstáculo, extendiéndose corriente abajo del obstáculo. A medida que nos alejamos del obstáculo, los vórtices crecen en dimensión espacial a la vez que se disipan o debilitan, hasta desapa· recer. En determinadas ocasiones los remolinos situados en las dos líneas o calles contrarias pueden interaccionar entre ellos y en la práctica crean perturbaciones en el campo de viento que provocan vibraciones mecánicas en el obstáculo, en este caso el cable o conductor aéreo.

Con el propósito de evitar que estas perturbaciones en el aire transmitan de forma no deseada movimientos de vibración a los cables o conductores aéreos, se utilizan amortiguadores de vibraciones que se sujetan al cable o conductor a lo largo del mismo. Estos amortiguadores comprenden por lo general una grapa de unión al conductor a la que están sujetos de forma firme uno o dos contrapesos cuyo peso y configuración detenninarán su eficacia amortiguadora en sus propias frecuencias de resonancia.

Es un objetivo de la presente invención un amortiguador alternativo a los ya conocidos. Es también un objetivo de la invención un amortiguador de fácil instalación y que no pueda ser manipulable a diferencia de los amortiguadores antes descritos, generalmente preparados para que los contrapesos puedan ser desplazados y opcionalmente dispuestos en una configuración simétrica o no, con el propósito de alterar su respuesta en función de si se coloca sobre un cable de mayor o menor diámetro, en su extremo o en su porción central, etc., lo que puede dar lugar a que un mismo amortiguador no cumpla su función por no presentar la configuración que le correspondería con los parámetros del cable o conductor sobre el que debe montarse.

Explicación de la invención

En esencia, los inventores han resuelto que un forma alternativa de proceder es la de evitar la formación de los torbellinos de Von Karman en lugar de compensar de alguna manera los efectos que éstos producen en el cable o conductor. En definitiva la solución no se basa en proveer al cable o conductor de los contrapesos idóneos para reducir las vibraciones que provoca el aire al pasar a su través sino evitar que el paso del aire desencadene el efecto que causa precisamente las vibraciones.

El amortiguador de la invención reduce o evita la formación de torbellinos de Van Karman cuando es correctamente montado o instalado sobre un cable o conductor aéreo y especialmente sobre un conductor tubular o bus bar de una subestación eléctrica.

Este amortiguador está formado por un armazón capaz de adoptar una posición operativa en forma tubular, para ceñirse alrededor de una porción longitudinal del citado cable o conductor, y que comprende al menos una abrazadera ajustable exteriormente al cable o conductor que sirve de soporte para una pluralidad de barras regulannente espaciadas entre 51 y dispuestas en una dirección axial.

En una variante de la invención, las barras se extienden paralelas entre sí y son de sección transversal circular.

De acuerdo con una forma de realización, el armazón comprende dos abrazaderas ajustables exteriormente al cable o conductor entre las cuales se extienden y se sujetan las citadas barras.

Según otra característica de la invención, en la posición operativa del armazón las barras están dispuestas exteriormente tangentes a respectivas generatrices de un cilindro exterior imaginario de radio R, cumpliéndose la relación R>r, siendo ( el radio interior de la abrazadera o abrazaderas, con lo que al ceñirse el armazón sobre el cable o conductor las barras no contactan con la superficie exterior de éste.

Preferentemente, los valores de R y (siguen la siguiente relación

5 mm < (R-i) < 500 mm

Preferentemente, el número n de barras está comprendido entre 5 y 200; Y el diámetro D de las barras está comprendido entre 2 y 200 mm.

Según otra característica de la invención, el armazón está constituido de un material conductor eléctrico; y la longitud L del armazón está comprendida entre 0.5 m y 50 m.

De acuerdo con una variante de la invención, el armazón está formado por dos mitades separables y semicilíndricas, cada una de las cuales comprende una mitad de la abrazadera o abrazaderas y las barras que están soportadas sobre ellas, provistas de correspondientes y complementarios medios de acoplamiento mutuo que permiten al armazón adoptar, en la citada posición operatíva, una forma

tubular.

Alternativamente, el armazón está formado por dos mitades semicilíndricas unidas abisagradamente entre si que permiten al armazón adoptar, en la citada posición operativa, una forma tubular.

Según otro aspecto de la invención, también se reivindica una instalación eléctrica que comprende un conductor tubular aéreo sobre el cual está acoplado al menos un amortiguador de vibraciones según la invención.

Breve descripción de los dibujos

la Fig. 1, es una vista lateral del amortiguador de vibraciones según una variante de la invención en su posición operativa, estando el armazón que lo constituye montado sobre un conductor;

La Fig. 2, es una vista en perspectiva del amortiguador de vibraciones de la Fig. 1;

la Fig. 3, es una sección transversal según el plano de corte AA de la Fig. 1;

Las Figs. 4 a 13, son sendas vistas esquemáticas, en sección transversal, de diferentes formas de realización para un armazón del amortiguador según la invención; La Fig. 14, muestra una abrazadera del armazón para un variante altemativa de la invención; y La Fig. 15, es una vista lateral de un amortiguador según otra variante de realización, provisto de una única abrazadera.

Descripción detallada de variantes de realización

El ejemplo de las Figs. 1 y 2 muestra un amortiguador de vibraciones según una primera variante de la invención y en su posición operativa. El amortiguador está formado por un armazón 1 que adopta en las Figs. 1 y 2 una forma tubular y que ciñe exteriormente un tramo longitudinal de un conductor 2 tubular.

Se observa que el armazón 1 comprende dos abrazaderas 3 y 4 ajustables

exteriormente al conductor, como se explicará en mayor detalle más adelante, que sirven de soporte para una pluralidad de barras 5, de sección transversal circular, dispuestas regularmente espaciadas entre sí y que se extienden en la dirección axial.

Tal y como se aprecia en la Fig. 3, las barras 5 están dispuestas exteriormente tangentes a respectivas generatrices de un cilindro exterior imaginario cuyo radio R es mayor que el radio interior r de las abrazaderas 3 y 4, con lo que al ceñirse el armazón 1 sobre el conductor 2 las barras 5 no contactan con la superficie exterior de éste. En consecuencia, el aire puede fluir por entre las barras 5 y más en concreto entre éstas y la superficie exterior del conductor 2. Este efecto rompe las líneas de corriente que en condiciones normales crea el flujo de aire al atravesar un pertil circular, como es el del conductor 2, y que provoca una variación en el coeficiente de sustentación del mismo que a su vez provoca una fluctuación en dicha fuerza de sustentación y que en la práctica, junto con el efecto Von Karman, genera vibraciones en los conductores aéreos. En definitiva, la provisión de una pluralidad de barras 5 alrededor del conducto 2, separadas una distancia predeterminada de su superficie exterior, altera las líneas de corriente del aire de forma ventajosa, eliminándose o reduciéndose de forma significativa la producción de torbellinos de Van Karman y en consecuencia atenuando de una forma efectiva las vibraciones a las que está sujeto el conducto 2.

Si bien en la forma de realización representada en las Figs. 1 a 3, aplicable para un conductor 2 de radio r exterior de 125 mm, el número de barras es de n= 30 mm; el valor de su diámetro es de D= 30 mm; y el valor del radio R es de 135 mm, lo que significa que las barras 5 quedan dispuestas a una distancia aproximada de 10 mm de la superficie exterior del conductor 2 cuando el armazón 1 es colocado alrededor del citado conductor 2 tal y como muestran las Figs. 1 y 2, se contemplan naturalmente otras muchas variantes de realización.

Los ensayos realizados demuestran que en función del radio r del conductor puede seleccionarse más de una combinación idónea para los valores de R, D Y n óptima. Dicho de otro modo y a titulo de ejemplo, la selección de un determinado número n de barras 5 condiciona el valor de los parámetros R y D idóneos para un conductor 2 de radio r, y a la inversa. Encontrar la selección adecuada para cada caso requiere la puesta en práctica de un mero programa de ensayo y error, debiéndose tener en cuenta que otros parámetros externos característicos de la propia instalación como por ejemplo la velocidad media del viento que sopla en la ubicación concreta de la instalación, también condicionan la parametrización del armazón 1 idónea para cada caso.

Las Figs. 4 a 12 muestran diferentes proporciones de entre las que contempla la invención para los parámetros que intervienen en el diseño de un armazón 1 como el de la invención, representando en cada caso el círculo central la sección

transversal del conducto 2 y los circulas periféricos la sección transversal de las barras 5.

Con el propósito de instalar o montar el armazón 1 sobre un conducto 2, en la variante de las Figs. 1 y 2 el armazón 1 está formado por dos mitades separables 1a y 1b, ambas semicilíndricas, de las que la primera mitad 1a está constituida por las mitades 3a y 4a de las abrazaderas 3 y 4 anulares, junto con las barras 5 que están soportadas sobre ellas, en tanto que la segunda mitad 1b está constituida por las mitades 3b y 4b de las citadas abrazaderas 3 y 4 anulares, junto con las barras 5 que soportan. Se observa que ambas mitades 1a y 1b del armazón 1 están provistas de correspondientes y complementarios medios de acoplamiento 6 mutuo que permiten al armado del armazón 1, para adoptar la forma tubular que se representa en las citadas Figs. 1 y 2.

Los medios de acoplamiento 6 pueden adoptar cualquier forma conocida, habiéndose representado en el ejemplo unos medios de acoplamiento 6 de tipo mecánico que consisten en sendas aletas provistas en los extremos de cada mitad 3a, 3b y 4a, 4b de las abrazaderas, y dotadas de un orificio pasante para su acoplamiento mutuo con una aleta homóloga mediante tomillos, roblones o similares.

Alternativamente, se prevé que las dos mitades 1 a y 1 b semicilíndricas del armazón 1 estén conectadas entre sí de forma abisagrada, tal y como ilustra esquemáticamente la Fig. 14. Esta figura muestra una abrazadera 3 del armazón 1 en una posición abierta, adecuada para recibir el encaje del conductor, que posteriormente será cerrada abatiendo una de las dos mitades 3a o 3b, o las dos con carácter simultáneo, alrededor del eje de giro de la bisagra 7. En esta alternativa, los extremos libres de las dos m~ades 3a y 3b de la abrazadera 3 está también dotados de sendas alelas son orificios pasantes, que quedarán axialmente alineados cuando la abrazadera 3 a adopte su posición operativa permitiendo el paso de un tomillo de ajuste a su través.

Claims

REIVINDICACIONES

1.-Amortiguador de vibraciones aplicable a un cable o conductor aéreo, caracterizado porque está formado por un armazón (1) capaz de adoptar una forma tubular en una posición operativa, para ceñirse alrededor de una porción longitudinal del citado cable o conductor (2), y que comprende al menos una abrazadera (3, 4) ajustable exteriormente al cable o conductor que silVe de soporte para una pluralidad de barras (5) regularmente espaciadas entre sí y dispuestas en una dirección axial.
2.-Amortiguador de vibraciones según la reivindicación 1, caracterizado porque las barras (5) se extienden paralelas entre si y son de sección transversal circular.
3.-Amortiguador de vibraciones según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque comprende dos abrazaderas ajustables exteriormente al cable o conductor entre las cuales se extienden y se sujetan las citadas barras (5).
4.-Amortiguador de vibraciones según la reivindicación anterior, caracterizado porque en la posición operativa del armazón (1) las barras (5) están dispuestas exteriormente tangentes a respectivas generatrices de un cilindro exterior imaginario de radio R, cumpliéndose la relación R>r, siendo r el radio interior de la abrazadera o abrazaderas (3, 4), con lo que al ceñirse el armazón sobre el cable o conductor las barras no contactan con la superficie exterior de éste.
5.-Amortiguador de vibraciones según la reivindicación anterior, caracterizado porque los valores de R y r siguen la siguiente relación

5 mm < (R-r) < 500 mm
6.-Amortiguador de vibraciones según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque el número n de barras (5) está comprendido entre 5 y 200; Y el diámetro d de las barras (5) está comprendido entre 2 y 200 mm.
7.-Amortiguador de vibraciones según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el armazón (1) está constituido de un material conductor eléctrico.
8.-Amortiguador de vibraciones según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la longitud L del armazón (1) está comprendido entre 0.5 m y 50 m.
9.-Amortiguador de vibraciones según una cualquiera de las reivindicacio

nes anteriores, caracterizado porque el armazón (1) está formado por dos mitades (la, lb) separables ysemicilíndricas, cada una de las cuales comprende una mitad (3a y 4a: 3b y 4b) de la abrazadera o abrazaderas (3. 4) Y las barras (5) que están soportadas sobre ellas, provistas de correspondientes y complementarios medios de acoplamiento (5) mutuo que permiten el armado del armazón (1), para adoptar éste la forma tubular en su posición operativa.
10.-Amortiguador de vibraciones según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el armazón (1) está formado por dos mitades semicilíndricas (1a, 1b) unidas abisagradamente entre sí, cada una de las cuales comprende una mitad (3a y 4a; 3b y 4b) de la abrazadera o abrazaderas y las barras (5) que están soportadas sobre ellas, provistas de correspondientes y complementarios medios de acoplamiento (5) mutuo que permiten el armado del armazón (1), para adoptar éste la forma tubular en su posición operativa.
11.-lnstalaci6n eléctrica que comprende un conductor tubular aéreo, caracterizada porque sobre el citado conductor está acoplado al menos un amortiguador de vibraciones según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.