ES2626047T3 - Diseño de la parte activa del aceite en un gas - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para aislar un divisor de tensión RC (1), que consta de las siguientes etapas: - instalar al menos una parte de una parte activa (2) del divisor de tensión RC (1) dentro de una carcasa interior (3) y aislar al menos una parte de la parte activa (2) con un aceite aislante dentro de la carcasa interior (3); - sellar herméticamente la carcasa interior (3); - encerrar la carcasa interior (3) en una carcasa exterior (4); - llenar un espacio (6) situado entre la carcasa interior (3) y la carcasa exterior (4) con un gas aislante; caracterizado porque, la parte activa comprende un apilamiento de elementos de capacitancia prensados en plano (5) y un apilamiento de resistencias en paralelo (7), y toda la parte activa está sellada herméticamente en la carcasa interior (3).

Description

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DESCRIPCION
Diseno de la parte activa del aceite en un gas
La invencion se refiere al campo tecnico de los divisores de tension RC.
En el estado anterior de la tecnica es una solucion en la que toda la parte activa de un divisor de tension RC esta construido dentro de una carcasa externa que esta llena de aceite o alternativamente de gas hexafluoruro de azufre (SF6). La parte activa del divisor de tension RC puede ser un apilamiento de varias partes activas mas pequenas. La carcasa externa generalmente esta compuesta de porcelana o un compuesto aislante para celdas aisladas en aire (Air Insulated Switchgear AIS) o carcasas metalicas para celdas aisladas en gas (Gas Insulating Switchgear GIS). Otros sistemas para aislar un divisor de tension RC estan descritos en los documentos DE 28 41 466 A1, EP 1 018 024 B1, DE 20 37 828 A1, CH 434 528 A, DE 198 41 164 A1 y US 4 329 638 A.
La Figura 1 muestra un divisor de tension RC convencional 100 utilizado en GIS que esta puramente aislado en SF6 debido a las necesidades generales del cliente. No se permitieron piezas activas aisladas con aceite debido al temor a que el aceite penetrara en el compartimento de gas. El divisor de tension 100 consta de un aislador 109 con un diametro d que incluye el terminal de alta tension 110, una parte activa 102, una carcasa 104, un apilamiento de elementos de capacitancia prensados en plano 105 y un apilamiento de resistencias en paralelo (grading resistors) 107 y una valvula 112. La parte activa 102 consta del apilamiento de elementos de capacitancia prensados en plano 105 y del apilamiento de resistencias en paralelo 107 y se extienden a lo largo de la longitud 1. El aislador 109 cierra y sella la carcasa 104 al GIS en el que se conectara el divisor de tension. El aislador 109 comprende el puerto de entrada 110 para conectar el divisor de tension 100 a una tension de alto voltaje, mientras que el puerto de salida 111 genera una salida de bajo voltaje. La carcasa 104 encierra la parte activa 102, el apilamiento de elementos de capacitancia prensados en plano 105 y el apilamiento de resistencias en paralelo 107.
A lo largo de la parte activa 102, la carcasa 104 tiene un diametro que es mayor que el diametro del conector d. La valvula 112 sirve para evacuar por ejemplo el gas atmosferico del espacio encerrado en la carcasa 104 y para rellenar dicho espacio con un gas aislante con el fin de alcanzar un alto nivel de gas aislante no contaminado dentro de la carcasa 104.
Tambien se conoce la aplicacion de divisores de tension RC no encapsulados en una celda aislada en gas (GIS). Esto significa que el divisor de tension y toda la celda estan integrados en una carcasa que esta llena, por ejemplo, de SF6. Dichos divisores de tension RC aislados con SF6 no encapsulados para aplicaciones GIS son susceptibles a influencias medioambientales como el polvo, la humedad y la contaminacion por manipulacion. Las unidades no encapsuladas tambien pueden no ser probadas previamente con la prueba de tension nominal hasta el montaje final. Las partes activas aisladas con SF6 tienen una menor fuerza dielectrica y una capacidad inferior en comparacion con las aisladas en aceite y, por lo tanto, requieren mas espacio para el divisor de tension general. Por otra parte, el uso de aceite como medio para aislar la parte activa da como resultado el inconveniente del aumento de peso, debido a la alta densidad del aceite en comparacion con un aislamiento a base de gas, como es el SF6.
Por lo tanto, el objetivo de la presente invencion es proporcionar un divisor de tension RC con buenas propiedades de aislamiento y requisitos de peso y volumen optimizados.
Este objetivo se resuelve mediante las soluciones propuestas sobre la base de las reivindicaciones independientes. Otras realizaciones ventajosas son propuestas por las reivindicaciones independientes.
Segun un aspecto, se propone un procedimiento para aislar un divisor de voltaje RC 1. Toda la parte activa 2 del divisor de tension 1 esta instalada dentro de una carcasa interior 3 y aislada con un aceite aislante dentro de la carcasa interior 3. La carcasa interior esta sellada hermeticamente. La carcasa interior sellada hermeticamente esta encerrada en una carcasa exterior 4. El espacio 6 entre la carcasa interior 3 y la carcasa exterior 4 esta llena con un gas aislante.
Segun un aspecto, se presenta un sistema 10 para aislar un divisor de tension RC 1. El sistema comprende una
carcasa interior 3 y una carcasa exterior 4. La carcasa interior 3 esta adaptada para sellar hermeticamente toda la
parte activa 2 del divisor de tension 1. La parte activa 2 esta aislada por medio de un aceite aislante dentro de la carcasa interior 3. La carcasa interior 3 esta encerrada dentro de la carcasa exterior 4. El espacio 6 entre la carcasa interior 3 y la carcasa exterior 4 se llena por medio de un gas aislante.
A continuacion se describe la invencion sobre la base de realizaciones que se ilustran a partir de las figuras.
La figura 1 muestra un divisor de tension 1 segun el estado anterior de la tecnica.
La figura 2 muestra un sistema para aislar un divisor de tension segun una realization de la invencion.
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La figura 2 muestra un sistema 10 para aislar un divisor de tension 1 segun una realizacion de la invention. El sistema 10 consta de un divisor de tension 1, una carcasa interior 3, una carcasa exterior 4, el apilamiento de elementos de capacitancia prensados en plano 5, las resistencias en paralelo 7, los medios de compensation 8, un aislador 9 que alsla un puerto de entrada de alta tension 12 y un puerto de salida 11 de baja tension. El divisor de tension 1 comprende una parte activa 2, al menos la carcasa interior 3, el apilamiento de elementos de capacitancia prensados en plano 5, las resistencias en paralelo 7, el puerto de entrada 12, el puerto de salida 11 y los medios de compensacion 8. La parte activa 2 comprende el apilamiento de elementos de capacitancia prensados en plano 5 y las resistencias en paralelo 7, y se extiende a lo largo de la longitud 1. Con el fin de conseguir una mejor visibilidad de otras partes de la figura 2, los elementos de capacitancia 105 no se dibujan e indican sobre toda la longitud 1 de la parte activa, sino solo sobre la parte izquierda de la misma. Sin embargo, los elementos de capacitancia 5, as! como las resistencias 7, estan preferiblemente apiladas sobre la mayor parte o toda la longitud 1 de la parte activa 2.
Por lo tanto, la carcasa interior 3 esta adaptada para sellar hermeticamente toda la parte activa 2 del divisor de tension 1.
La parte activa 2 esta aislada por medio de un aceite aislante dentro de la carcasa interior 3. La carcasa interior 3 esta encerrada dentro de la carcasa exterior 4. Un espacio 6 entre la carcasa interior 3 y la carcasa exterior 4 se llena por medio de un gas aislante. Preferiblemente, todo el espacio entre la carcasa interior 3 y la carcasa exterior 4 se llena por medio de gas aislante.
Segun una realizacion, el divisor de tension RC 1 esta aislado. Por lo tanto, toda la parte activa 2 del divisor de tension 1 esta instalada dentro de la carcasa interior 3.
La parte de la parte activa esta aislada y preferiblemente impregnada con el aceite aislante dentro de la carcasa interior 3. Esto puede hacerse, por ejemplo, llenando la carcasa interior 3 con un aceite aislante. La carcasa interior 3 se sella entonces hermeticamente, de manera que la carcasa interior y las partes contenidas por la carcasa interior forman una unidad que se puede transportar y manejar facilmente. Por ejemplo, una unidad de este tipo se puede transportar desde una fabrica al fabricante de celdas, donde entonces es encerrada en una carcasa exterior 4. El espacio 6 entre la carcasa interior 3 y la carcasa exterior 5 se llena entonces con un gas aislante, por ejemplo, al llenar la carcasa exterior 4 con gas aislante. La carcasa exterior esta conectada al GIS por un reborde en el lado del aislante 9. El aislante 9 no necesita sellar la carcasa exterior, de modo que la carcasa exterior puede formar un unico compartimento de gas junto con otras partes del GIS.
Las realizaciones de la invencion dan lugar a una serie de efectos sinergicos: ademas de buenas propiedades aislantes y requisitos de peso y volumen optimizados, dicho divisor de tension es facil de manejar y de montar. La razon de ello es que la unidad formada por la carcasa interior 3 y las partes contenidas dentro de la carcasa interior y aisladas por el aceite aislante pueden ser manejadas y montadas facilmente como una unidad acabada que no necesita desmontarse y volver a montarse cuando se instala, por ejemplo en un GIS. Por otra parte, en comparacion con la solution anterior de la tecnica de la figura 1, no es necesario evacuar de forma muy minuciosa todo el contenido gaseoso de la carcasa 104, antes de llenarlo con gas, para asegurar una alta pureza del gas aislante. La razon de esto es que cuando esta en funcionamiento, la parte activa 102 puede danarse durante el funcionamiento cuando el gas aislante contiene contaminantes, tales como son el polvo, la humedad o el aire. En la solucion mostrada en la figura 2, debido al aislamiento con aceite aislante dentro de la carcasa interior, es necesaria una pureza mucho menor para el gas aislante.
Como gas aislante se puede usar por ejemplo SF6 o alguna mezcla de gas que comprende SF6. Como aceite aislante se puede usar, por ejemplo aceite mineral o aceite sintetico.
Segun una realizacion, la carcasa exterior 4 es una carcasa estandar de un GIS. En tal realizacion, el sistema 10 puede ser una parte de un GIS. La carcasa exterior 4 tambien puede utilizarse como carcasa para otras partes de un GIS, tales como conexion de conductores, descargador u otros. Esto puede ser ademas ventajoso ya que no tiene que ser disenada ninguna carcasa especlfica para el divisor de potencia.
Segun la realizacion mostrada en la figura 2, la carcasa exterior 4 es cillndrica y tiene un diametro d correspondiente al diametro de un conector externo para el divisor de tension 1. En comparacion con la solucion del estado anterior de la tecnica que se muestra en la figura 1, los disenos cillndricos son mas faciles de alcanzar para un conector estandar dado con un diametro d dado, cuando se utiliza una solucion con aislamiento de aceite dentro de una carcasa interior y con aislamiento de gas dentro de una carcasa exterior, ya que se requiere menos volumen para alcanzar los requisitos mlnimos de aislamiento. En la solucion de la tecnica anterior mostrada en la figura 1, la carcasa 104 no es cillndrica puesto que el diametro d dado para la conexion al GIS no es suficientemente grande para asegurar el aislamiento sobre toda la longitud de la parte activa 102. Sin embargo, desde luego, segun otra realizacion de la invencion que las ilustradas sobre la base de la figura 2, tambien se pueden usar carcasas exteriores no cillndricas.
Debido a las condiciones atmosfericas, el divisor de tension 1 puede tener temperaturas diferentes desde debajo del punto de congelacion hasta, por ejemplo, 80°C. El calentamiento adicional de la celda puede influir en el rango de temperatura al que esta expuesto el divisor de tension 1. Por lo tanto, el sistema 10 comprende unos medios de compensacion 8 para compensar las dilataciones de volumen inducidas por la temperatura del aceite aislante. Este 5 medio de compensacion es un contenedor flexible dentro del volumen de aceite, lleno de gas, de manera que se puede compensar el cambio de volumen de aceite.
De acuerdo con otras realizaciones preferentes, cada fase de una red de alto voltaje comprende un divisor de tension RC 1 que consiste en una parte RC primaria y una secundaria. La parte primaria, que es la parte de alta potencia, es un apilamiento de elementos de capacitancia prensados en plano con resistencias en paralelo. Segun una realizacion 10 de la invencion, este apilamiento RC esta construido en una carcasa hermeticamente cerrada, por ejemplo un tubo de plastico reforzado con fibra, e impregnado con aceite. El diseno encapsulado en aceite necesita menos de dos tercios del espacio (en volumen) que es necesario con una solucion aislada abierta y SF6. Por lo tanto, tambien resulta una ventaja en cuanto al coste. Una solucion de aceite encapsulada es menos sensible a las influencias medioambientales y puede ser probada con la tension de prueba nominal completa. Una vez probada, la unidad puede ser manejada y 15 almacenada de forma facil y segura.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para aislar un divisor de tension RC (1), que consta de las siguientes etapas:
    - instalar al menos una parte de una parte activa (2) del divisor de tension RC (1) dentro de una carcasa interior (3) y 5 aislar al menos una parte de la parte activa (2) con un aceite aislante dentro de la carcasa interior (3);
    - sellar hermeticamente la carcasa interior (3);
    - encerrar la carcasa interior (3) en una carcasa exterior (4);
    - llenar un espacio (6) situado entre la carcasa interior (3) y la carcasa exterior (4) con un gas aislante;
    caracterizado porque, la parte activa comprende un apilamiento de elementos de capacitancia prensados en plano (5) 10 y un apilamiento de resistencias en paralelo (7), y toda la parte activa esta sellada hermeticamente en la carcasa interior (3).
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que el gas aislante comprende SF6 y/o el aceite aislante comprende un aceite mineral o un aceite sintetico.
    15 3. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la carcasa exterior (4) es una
    carcasa de una celda aislada.
  3. 4. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la carcasa exterior (4) es una carcasa del divisor de tension RC.
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  4. 5. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la parte activa (2) comprende un apilamiento de elementos de capacitancia prensados en plano (5) con resistencias en paralelo (7).
  5. 6. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la carcasa exterior (4) es 25 cillndrica y comprende un diametro (d) que corresponde al diametro de un conector externo para el divisor de tension
    RC (1).
  6. 7. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, por el que el divisor de tension RC (1) comprende un medio de compensacion (8) para compensar las dilataciones de volumen inducidas por la temperatura del aceite aislante.
    30 8. Sistema (10) que permite aislar un divisor de tension RC (1), que consta de una carcasa interior (3) y una carcasa
    exterior (4); en el que la carcasa interior (3) esta adaptada para sellar hermeticamente al menos una parte de la parte activa (2) del divisor de tension RC (1); en el que la parte activa (2) esta aislada por medio de un aceite aislante dentro de la carcasa interior (3); y
    en el que la carcasa interior (3) esta encerrada dentro de la carcasa exterior (4);
    35 en el que un espacio (6) situado entre la carcasa interior (3) y la carcasa exterior (4) esta lleno por medio de un gas aislante;
    caracterizado porque,
    la parte activa comprende un apilamiento de elementos de capacitancia prensados en plano (5) y un apilamiento de resistencias en paralelo (7), y toda la parte activa esta sellada hermeticamente en la carcasa interior (3).
    40 9. Sistema (10) segun la reivindicacion 8, en el que el gas aislante comprende SF6 y/o el aceite aislante comprende
    un aceite mineral o un aceite sintetico.
  7. 10. Sistema (10) segun la reivindicacion 8 o 9, en el que la carcasa exterior (4) es una carcasa de una celda aislada.
    45 11. Sistema (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que la carcasa exterior (4) es una carcasa
    del divisor de tension RC.
  8. 12. Sistema (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que la parte activa (2) comprende un apilamiento de elementos de capacitancia prensados en plano (5) con resistencias en paralelo (7).
  9. 13. Sistema (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que la carcasa exterior (4) es cillndrica y 5 tiene un diametro (d) que corresponde al diametro de un conector externo para el divisor de tension RC (1).
  10. 14. Sistema (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en el que el divisor de tension RC (1) comprende medios de compensacion (8) para compensar las dilataciones de volumen inducidas por la temperatura del aceite aislante.
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