ES2569978T3

ES2569978T3 - Aislador de alta tensión

Info

Publication number: ES2569978T3
Application number: ES11708206.5T
Authority: ES
Inventors: Roland Höfner
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2011-03-12
Publication date: 2016-05-13
Anticipated expiration: 2031-03-12
Also published as: WO2011131273A1; US9601240B2; US20130025912A1; EP2561518B1; PL2561518T3; DE102010015729B4; DE102010015729A1; EP2561518A1

Abstract

Aislador de alta tensión, compuesto por al menos dos aisladores separados (1.1, 1.2) ensamblables para formar una columna, que presentan respectivamente un tubo de soporte (2.1, 2.2) de resina epoxi reforzada con fibra de vidrio, rotacionalmente simétrico fundamentalmente y con un volumen interior libre (6.1, 6.2), una brida metálica superior y otra inferior (3.1, 3.2, 4.1 y 4.2) que envuelven a los respectivos lados frontales del tubo de soporte (2.1, 2.2) correspondiente y cierran al volumen interior libre (6.1, 6.2) de los mismos de forma estanca respecto a la atmósfera exterior, y un recubrimiento (8.1, 8.2) de silicona colocado sobre el lado de la circunferencia exterior de cada tubo de soporte (2.1, 2.2), caracterizado por que los al menos dos aisladores (1.1, 1.2) pueden unirse mediante una pieza (7) de acoplamiento, de tal forma que los volúmenes interiores libres respectivos (6.1, 6.2) de los al menos dos aisladores (1.1, 1.2) configuran un volumen común de gas.

Description

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DESCRIPCION

Aislador de alta tension

La invencion se refiere a un aislador de alta tension, especialmente un aislador rlgido de apoyo, como por ejemplo se utiliza en el apoyo de carriles conductores, o cables aereos conductores, en instalaciones de transmision de corriente continua de alta tension, en abreviatura instalaciones HGU, o bien en instalaciones de alta tension.

La transmision de corriente continua de alta tension permite el transporte de alta energla electrica a traves de grandes distancias con perdidas mas pequenas que en el caso de los sistemas de transmision de corriente alterna, dado que cuanto mas largo sea el recorrido de transmision de la energla electrica, mayor importancia tienen las perdidas de potencia reactiva en los sistemas de transmision de corriente alterna. De aqul, a igual tension, pero no obstante a mayores distancias, la transmision de corriente continua tiene ventajas condicionadas tecnicamente, debidas a las menores perdidas de transmision.

Para la sujecion del carril conductor, o bien de los cables aereos conductores de una instalacion HGU, los cuales se encuentran a menudo a mas de 8 m de altura, se utilizan desde hace muchas decadas aisladores rlgidos de apoyo de una sola pieza, o bien tambien de varias piezas, es decir, compuestos por varios aisladores individuales. Estos aisladores rlgidos de apoyo antiguos estan caracterizados por un nucleo ceramico macizo, a fin de resistir los altos requerimientos mecanicos, especialmente los momentos de de flexion que se originan. Los aisladores rlgidos de apoyo, configurados por un nucleo ceramico macizo, son conocidos, por ejemplo, de los documentos CH 232740, o bien DE 1 035 719.

Por el contrario, desarrollos mas recientes se ocupan en general con aisladores huecos compuestos, utilizables tambien como aisladores rlgidos de apoyo, fabricados con resina epoxi reforzada con fibra de vidrio y con un apantallamiento de silicona, cuyas piezas iniciales o finales estan compuestas por bridas metalicas, por ejemplo de aluminio. Un procedimiento para la fabricacion de un aislador compuesto segun la invencion se ha publicado en el documento EP 1 091 365 B1.

El volumen interior libre de esos aisladores compuestos se rellena especialmente, debido a las propiedades de aislamiento electrico, con hexafluoruro de azufre, un compuesto qulmico inorganico de los elementos azufre y fluor, con la formula aditiva SF6. No obstante ha de establecerse si puede considerarse tambien para ello cualquier otro gas aislante, por ejemplo nitrogeno. El SF6 es, en condiciones normales, un gas incoloro e inodoro, no toxico, que es incombustible y se comporta de forma poco reactiva, parecida al nitrogeno. Debido a su alta densidad, la elevada energla de ionizacion y la propiedad de absorber electrones libres, es un gas aislante utilizado corrientemente en la tecnica de la media y alta tension.

A fin de garantizar la efectividad del gas aislante utilizado a lo largo de toda la duracion de vida de los aisladores compuestos, el volumen interior libre de los aisladores compuestos debe estar configurado de forma absolutamente estanca respecto a la atmosfera exterior. Para ello se vigila cada volumen individual de gas en cuanto a su Indice de compresion. Para ello se preve, en las bridas inferiores de los aisladores compuestos, un punto de conexion para una instalacion protectora de vigilancia, compuesta por al menos un sensor de presion, a fin de tomar conclusiones, partiendo de las relaciones de compresion existentes actualmente, sobre el grado de llenado, o bien el estado del llenado del volumen interior libre del aislador compuesto, relleno con gas aislante.

Especialmente en aisladores rlgidos de apoyo de materiales compuestos, configurados en varias partes, es decir, en aisladores rlgidos de apoyo compuestos por varios aisladores huecos individuales montados hasta una columna independiente, este tipo de vigilancia del espacio interior va acompanado por un esfuerzo considerable de mantenimiento. Especialmente, si por ejemplo no se comprueba el aislador compuesto inferior del aislador rlgido de apoyo compuesto de varias partes, sino unos de los aisladores compuestos siguientes, entonces, durante la realizacion de la propia comprobacion mediante la instalacion de vigilancia, el cable aereo conductor correspondiente, o bien el carril conductor correspondiente ha de estar desconectado, es decir, sin corriente. Otro gran inconveniente en aisladores rlgidos de apoyo compuestos de varias partes es la vigilancia por separado de cada uno de los aisladores rlgidos de apoyo.

Un ejemplo de ello es conocido del documento CN 2 123 808.

Por lo tanto, el objetivo de la invencion es proporcionar un aislador rlgido de apoyo de materiales compuestos, configurado en varias partes, en el pueda ser realizada de forma sencilla una vigilancia mediante una instalacion de vigilancia, y para ello no sea necesaria especialmente ninguna desconexion del cable aereo conductor, o bien del carril conductor.

La ingeniosa idea general consiste en unir los distintos aisladores rlgidos huecos, fabricados de material compuesto, mediante una pieza de acoplamiento, de tal forma que los distintos volumenes libres interiores de al menos dos de los aisladores rlgidos independientes configuren un unico volumen comun de gas. En otras palabras: segun la invencion se indica un aislador rlgido hueco, configurado en varias partes y fabricado de material compuesto, cuyos

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volumenes interiores, rellenos hasta ahora independientemente con SF6, presenten desde ahora un volumen interior comun, con una presion comun de gas. Esta ingeniosa solucion es ventajosa desde distintos puntos de vista frente al estado de la tecnica. Mediante el dispositivo de vigilancia, el cual comprende al menos una instalacion de vigilancia, en un caso de mantenimiento ha de vigilarse ahora el volumen comun de gas, y no como antes cada uno de los volumenes individuales de gas. Ahora, y tambien de forma especialmente ventajosa, esta previsto un punto comun de conexion para la instalacion de vigilancia en la brida inferior del aislador rlgido hueco configurado en varias partes, y el cable aereo conductor correspondiente, o bien el carril conductor correspondiente, el cual es sostenido por el aislador rlgido hueco configurado en varias partes, puede permanecer en funcionamiento, es decir ser conductor de la corriente. Visto en su conjunto, esto significa para el explotador de la instalacion HGU un enorme ahorro de tiempo y de costes.

Segun una forma preferida de la invention, la pieza de acoplamiento esta configurada como una union de enchufe impermeabilizante, la cual une la respectiva brida superior de un primer aislador rlgido hueco configurado en varias partes con la brida inferior de un siguiente aislador rlgido hueco configurado en varias partes, y las impermeabiliza. De esa forma se pueden montar sobre el terreno varios aisladores rlgidos huecos configurados en varias partes hasta formar un solo aislador rlgido de apoyo con un volumen comun de gas. Ademas, la pieza de acoplamiento esta configurada de tal manera que, antes del propio proceso de acoplamiento, es decir, del establecimiento real de una union permeable al gas entre los diferentes aisladores mediante una pieza de acoplamiento, esta previsto un guiado forzado que simplifica la union de los distintos aisladores rlgidos huecos configurados en varias partes, y se encarga de que ningun gas de aislamiento se escape de los respectivos espacios interiores de los aisladores rlgidos huecos configurados en varias partes que se van a unir.

Segun otra forma preferida de la invencion, el aislador rlgido hueco de material compuesto, configurado en varias partes, puede rellenarse de gas aislante, especialmente SF6, a traves del punto comun de conexion. En ello, el propio proceso de llenado del aislador rlgido hueco de material compuesto, configurado en varias partes, puede tener lugar tambien tras el montaje real sobre el terreno, es decir, tras el ensamblaje en su lugar de funcionamiento, lo cual facilita enormemente el transporte de las piezas constructivas, de grandes dimensiones. Con ello el punto comun de conexion sirve tanto para rellenar el aislador rlgido de varias partes con SF6, preferentemente, como tambien para conectar una instalacion de vigilancia. Debido a las caracterlsticas flsicas de los fluidos compresibles, entre los que se encuentra tambien el SF6, el gas aislante se expande uniformemente en todo el volumen interior. Finalmente, al finalizar el proceso de rellenado, en el unico volumen interior final de los distintos aisladores huecos configurados en varias partes, unidos a traves de la pieza de acoplamiento, existe la misma relation de compresion.

La invencion ha de ser aclarada aun mas detalladamente a continuation, a tltulo de ejemplo, segun los dibujos.

Se muestran:

Figura 1 una representation esquematica de un corte de un aislador rlgido configurado en varias partes

segun la invencion,

Figura 2 la pieza de acoplamiento segun la invencion, en una vista en detalle.

La figura 1 muestra una section transversal vertical de un aislador rlgido hueco configurado en varias partes, es decir, por varios aisladores ensamblables separados 1.1 y 1.2. Cada uno de los al menos dos aisladores rlgidos huecos 1.1 y 1.2 comprende en ello un tubo de soporte 2.1 y 2.2, fundamentalmente de simetrla rotativa, el cual esta compuesto normalmente por resina epoxi reforzada con fibra de vidrio. En los lados exteriores de los tubos de soporte 2.1 y 2.2 esta previsto un recubrimiento de silicona 8.1 y 8.1 con forma ondulada. En los lados frontales respectivos, es decir, en las piezas iniciales y finales de cada uno de los tubos de soporte 2.1 y 2.2, se encuentran, colocadas con union positiva de forma, y abarcando a las mismas en su perlmetro exterior de haciendolas estancas, bridas metalicas 3.1, 3.2, 4.1 y 4.2, por ejemplo de aluminio. La brida inferior 3.1 del aislador 1.1 presenta en ello una zona de suelo configurada de forma maciza. Ademas, esta previsto un punto de conexion 5.1 en la zona de suelo de la brida inferior 3.1, configurada de forma maciza, para una instalacion de vigilancia, no representada. El punto de conexion 5.1 esta conformado de tal manera que puede utilizarse alternativamente tambien para el rellenado de volumen interior libre 6.1 y 6.2 de los dos aisladores 1.1 y 1.2 con gas aislante. Esto es posible, segun la invencion, por que mediante una pieza de acoplamiento 7, configurada por ejemplo como conexion de enchufe, puede establecerse una union permeable al gas entre los correspondientes aisladores 1.1 y 1.2. El contorno del suelo de la brida inferior 3.2 del aislador 1.2 encastra en ello entre si con el correspondiente contorno de la brida superior 4.1 de tal forma que en el acoplamiento, o bien en el montaje de los dos aisladores 1.1 y 1.2, tiene lugar primeramente un guiado mecanico forzado vertical, antes de que se establezca la propia union permeable al gas mediante la pieza 7 de acoplamiento. Mientras que con ello existe solamente un volumen conjunto de gas en el interior de los dos aisladores 1.1 y 1.2, solamente se necesita controlar tambien durante el mantenimiento el volumen conjunto de gas del aislador completo 1.1 y 1.2 configurado en varias partes, mediante la instalacion de vigilancia, no representada, la cual comprende al menos una instalacion de medicion de presion. Esto ahorra tiempo al explotador de la instalacion, pero tambien costes. Para la fijacion mecanica, las dos bridas 3.2 y 4.1 se sujetan, por ejemplo, mediante uniones removibles de tornillos. Para ello estan previstos taladros pasantes en los anillos 9.1 y 9.2 de las bridas.

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La figura 2 muestra en una vista de detalle una pieza 7 de acoplamiento segun la invencion, compuesta fundamentalmente por un primer elemento de acoplamiento 22 y un segundo elemento de acoplamiento 25. En la zona superior de la figura 2 se muestra un corte de la brida inferior 3.2 de aislador 1.2 de la figura 1, la cual puede acoplarse con union positiva de forma con la brida superior 4.1 del aislador 1.1. A fin de impedir una fuga del gas aislante entre las dos bridas 3.2 y 4.1 en la zona de la pieza 7 de acoplamiento, se ha dispuesto una ranura 29 en la brida 4.1, concentricamente alrededor de la pieza 7 de acoplamiento, en la cual puede colocarse una junta 30 con forma de cordon, a fin de conseguir una union estanca al gas.

La brida inferior 3.2 del aislador 1.2 presenta en ello una abertura 20 en la que puede ser insertado el primer elemento tubular de acoplamiento 22. El primer elemento de acoplamiento 22 presenta ademas, en el lado orientado hacia la brida 4.4, un cuello circular 21. Ademas, en la pared lateral exterior e interior del primer elemento tubular de acoplamiento 22 se han realizado varias ranuras circulares 23, a fin de prever dentro de ellas juntas a modo de cordon, por ejemplo juntas anulares, las cuales se muestran no obstante solo en parte en la representacion de la figura 2.

La brida superior 4.1 del aislador 1.1 presenta otra abertura 24, contrapuesta a la abertura 20, en la que puede ser insertada un segundo elemento 25 de acoplamiento. El segundo elemento 25 de acoplamiento esta configurado asimismo con forma fundamentalmente tubular, y puede atornillarse a la brida superior 4.1 del aislador 1.1 mediante un cuello circular 26. En ello, el extremo frontal del segundo elemento 25 de acoplamiento, configurado con forma fundamentalmente tubular y orientado hacia la brida inferior 3.2 del aislador 1.2, penetra en una cierta longitud en el primer elemento tubular de acoplamiento 22. El diametro interior del primer elemento de acoplamiento 22 y el diametro exterior del segundo elemento 25 de acoplamiento estan elegidos de forma que en la zona de coincidencia se diferencian solamente en pocas decimas entre si, de forma que no puede fugarse ningun gas de aislamiento entre las paredes. Tampoco puede debido a que en la zona de coincidencia esta prevista una junta adicional 28 en una de las ranuras 23.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aislador de alta tension, compuesto por al menos dos aisladores separados (1.1, 1.2) ensamblables para formar una columna, que presentan respectivamente un tubo de soporte (2.1, 2.2) de resina epoxi reforzada con fibra de

5 vidrio, rotacionalmente simetrico fundamentalmente y con un volumen interior libre (6.1, 6.2), una brida metalica superior y otra inferior (3.1, 3.2, 4.1 y 4.2) que envuelven a los respectivos lados frontales del tubo de soporte (2.1,
2.2) correspondiente y cierran al volumen interior libre (6.1, 6.2) de los mismos de forma estanca respecto a la atmosfera exterior, y un recubrimiento (8.1, 8.2) de silicona colocado sobre el lado de la circunferencia exterior de cada tubo de soporte (2.1, 2.2), caracterizado por que los al menos dos aisladores (1.1, 1.2) pueden unirse

10 mediante una pieza (7) de acoplamiento, de tal forma que los volumenes interiores libres respectivos (6.1, 6.2) de los al menos dos aisladores (1.1, 1.2) configuran un volumen comun de gas.
2. Aislador de alta tension segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la pieza (7) de acoplamiento esta configurada como una union de enchufe removible.

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3. Aislador de alta tension segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el respectivo volumen interior (6.1,
6.2) del aislador (1.1, 1.2) correspondiente puede rellenarse con gas aislante, especialmente SF6.
4. Aislador de alta tension segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la brida inferior (3.1) del 20 aislador (1.1) presenta un punto de conexion (5.1) para el rellenado con gas aislante, o bien para la conexion de una

instalacion de vigilancia.