ES2829848T3 - Un montaje rígido de unión - Google Patents

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Armando Leon-Guarena
Andreas Tyrberg
Henrik Ekholm
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Abstract

Un montaje rígido de unión que comprende una primera sección de extremo del núcleo del cable (12) de un primer cable de distribución de energía eléctrica (10), y una segunda sección de extremo del núcleo del cable (112) de un segundo cable de distribución de energía eléctrica (110), dicha primera y segunda secciones de extremo del núcleo del cable comprenden un núcleo del cable eléctrico que comprende al menos un conductor eléctrico interior (14), y un sistema aislante, donde dicho montaje rígido de unión adicional comprende una conexión de unión (20) dentro de la cual el núcleo del cable eléctrico de la primera sección de extremo del núcleo del cable del primer cable eléctrico (10) está unido con el núcleo del cable eléctrico de la segunda sección de extremo del núcleo del cable del segundo cable eléctrico (110), donde el montaje rígido de unión comprende, además, un montaje de camisa de metal hermético al agua (30) que rodea la conexión de unión, cuyo montaje de camisa comprende un cuerpo de camisa (31), una primera parte de entrada del cable (32) que comprende una abertura (34) para recibir la primera sección de extremo del núcleo del cable del primer cable y una segunda parte de entrada del cable (132) que comprende una abertura (134) para recibir la segunda sección de extremo del núcleo del cable del segundo cable, y donde el montaje de camisa (30) contiene un gas comprimible, el montaje rígido de unión comprende, además, un primer miembro del sistema de aislamiento de cables (40) que rodea la primera sección de extremo del núcleo del cable (12) en la primera parte de entrada de cable (32) y un segundo miembro del sistema de aislamiento de cables (140) que rodea la segunda sección de extremo del núcleo del cable (112) en la segunda parte de entrada de cable (132), caracterizado porque el sistema aislante comprende al menos una capa semiconductora interior (15), una capa aislante (16) y una capa semiconductora exterior (17) y el respectivo primero y segundo miembros del sistema de aislamiento de cables (40; 140) son miembros que evitan la deformación que comprenden un caño rígido (41) que rodea la respectiva sección de extremo del núcleo del cable (12; 112) en la respectiva parte de entrada de cable (32; 132), donde el caño tiene un espesor de pared uniforme y el caño rígido (41) tiene una superficie interna cilíndrica (43) que está en contacto continuo con una superficie externa de la sección de extremo del núcleo del cable (12; 112) a la que rodea, en la que el caño rígido (41) del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables (40; 140) se presiona sobre la respectiva sección de extremo del núcleo del cable (12; 112), creando de esta manera una presión por contacto entre el sistema de aislamiento de cables (15, 16, 17) y el caño rígido (41) y el montaje rígido de unión comprende, además, en cada sección de extremo del núcleo del cable (12; 112), una disposición de seguridad (50) que bloquea axialmente el caño rígido del miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables (40; 140) con relación al montaje de camisa (30).

Description

DESCRIPCIÓN
Un montaje rígido de unión
Campo técnico de la invención
La divulgación se refiere a un montaje rígido de unión para cables eléctricos, y principalmente cables submarinos de medio o alto voltaje.
Antecedentes
Los cables de alto voltaje (HV, por sus siglas en inglés) y medio voltaje (MV, por sus siglas en inglés) se usan para distribución de energía en tierra y en el mar. Con frecuencia, dichos cables usan un sistema de aislamiento extrudado y comprenden un conductor eléctrico que está rodeado por un sistema de aislamiento y un número de capas de diferentes materiales que tienen diferentes propósitos y usos, por ej., tanto como ocho a nueve capas. El sistema de aislamiento comprende una capa semi-conductora más cercana al conductor, una capa de aislamiento externa a la pantalla conductora y una capa semiconductora exterior.
Es común usar la expresión núcleo del cable, y generalmente el núcleo del cable comprende capas principales de un conductor eléctrico interior, y el sistema de aislamiento como se describe con anterioridad y que comprende al menos una capa semiconductora interior, una capa aislante y una capa semiconductora exterior. La expresión núcleo del cable también incluye, externamente al aislamiento y de adentro hacia afuera, cualquier material opcional que se dilata, si se usa, una vaina metálica y una sobre-vaina extrudada que puede ser semiconductora o aislante. Puede usarse una unión prefabricada cuando se unen dos longitudes de cable. La unión prefabricada comprende un cuerpo de unión premoldeado/prefabricado de, por ej., caucho, que se usa para restaurar el sistema de aislamiento cuando se unen dos extensiones de cable. Los conductores de los núcleos del cable se unen y los sistemas de aislamiento de los núcleos del cable unidos se restauran en el cuerpo de la unión. Este tipo de unión se usa comúnmente para unir cables de alto voltaje con un sistema de aislamiento extrudado, que normalmente comprende polietileno reticulado (XLPE). Para los cables submarinos, el cuerpo de unión prefabricado se monta en el aire a presión atmosférica y luego se coloca dentro de una camisa de metal hermética a los líquidos. La vaina de metal del núcleo del cable normalmente está conectada a la camisa a través de soldadura, logrando de este modo un diseño general hermético a los líquidos para la unión.
Para los cables DC submarinos que contienen un núcleo del cable, una unión rígida consiste en una de estas camisas metálicas que contienen una unión del núcleo del cable, cuya camisa normalmente está colocada en un recipiente exterior que también se usa para conectar las capas de armadura del cable. Para los cables AC submarinos que contienen tres núcleos del cable, una unión rígida consiste en una de estas camisas metálicas, y cada una contiene una unión del núcleo del cable, cuya camisa normalmente está colocada en un recipiente exterior que también se usa para conectar las capas de armadura de los cables. La unión entera que incluye el contenedor exterior se menciona comúnmente como unión rígida.
Cuando dicha unión rígida se usa para la unión de cables submarinos, el contenedor exterior que rodea la camisa/las camisas de metal herméticas a los líquidos tiene una función mecánica de proteger los revestimientos y usualmente se llena con agua, cuando el cable y la unión rígida se sumergen en agua. De este modo, la camisa interior hermética a los líquidos funciona como recipiente de presión con una presión atmosférica dentro, y la presión hidrostática del agua fuera del revestimiento. Esto produce un gradiente de presión a lo largo del núcleo eléctrico que se quiere unir. El tipo de unión rígida descrito anteriormente con cuerpo de unión de caucho prefabricado se ha implementado con éxito para cables submarinos a una profundidad del agua de aproximadamente 600 m, correspondiente a una presión hidrostática de aproximadamente 6 MPa.
Sin embargo, surge la pregunta si tales uniones rígidas podrían usarse para profundidades grandes de agua, más profundas que 600 m.
Se ha encontrado que para grandes profundidades de agua el escenario no se ve bien si se usa una unión rígida regular. De acuerdo con el análisis numérico y los experimentos, se espera una excesiva deformación sobre el aislamiento extrudado en la región de transición crítica justo fuera de la camisa interior, donde el núcleo del cable ingresa en la camisa interior. Ocurre una reducción significativa en el diámetro exterior del aislamiento del núcleo del cable, también llamada collarino, que se debe a la deformación del plástico, el ablandamiento y/o el deslizamiento del aislamiento del cable. Dichas deformaciones pueden afectar significativamente las características óptimas del aislamiento extrudado, por ej., crear consecuencias indeseables para la distribución del campo eléctrico sobre el cable y por consiguiente producir su falla durante el funcionamiento.
La región de transición crítica, donde el núcleo del cable está cerca de ingresar a la camisa interior de la unión, se ve severamente afectada por una diferencia o gradiente de presión significativa. Fuera de la camisa, el núcleo del cable se expone a una alta presión hidrostática debido a la gran profundidad de agua, mientras que dentro de la camisa el núcleo del cable está debajo de la presión atmosférica. Durante el funcionamiento, el sistema de aislamiento se calentará, lo que reduce la resistencia mecánica del aislamiento extrudado, haciendo que el aislamiento sea más susceptible a la deformación.
También, sobre esta región de transición crítica, la diferencia de alta presión crea un estado de tensión de compresión desequilibrado significativo sobre el cable a lo largo de su dirección axial. De este modo, al mismo tiempo que ocurre el collarino excesivo, hay una tendencia para que el aislamiento extrudado se desplace a lo largo de la dirección axial del núcleo del cable hacia el interior de la camisa, donde la presión es menor. Además de afectar negativamente las propiedades eléctricas, esto también podría afectar la hermeticidad al agua de la camisa en la ubicación en la que el núcleo entra en la camisa.
El documento EP 0744806 divulga un método para proteger y aislar una caja de unión que utiliza una cubierta protectora que tiene al menos dos elementos huecos que se forman a partir de un material que pueda encogerse. El material que se encoge por calor tiene un estado expandido y un estado no expandido. Tras la aplicación de calor, se encoge el material que se encoge por calor en el estado expandido de manera tal que vuelve al estado no expandido. Al menos uno de los elementos que forman el artículo protector está en el estado no expandido mientras que otros elementos se encuentran en estado expandido. Los elementos huecos están acoplados para constituir una unidad individual formada integralmente que tiene una vía de pasaje continuo a través de éstos. El elemento no expandido se posiciona contra una porción de ubicación de la caja de unión para ubicar porciones de la caja de unión y segmentos de cable dentro de la vía de pasaje en una posición predeterminada de modo tal que el primer elemento no expandido y la porción de ubicación sufran movimiento relativo no sustancial cuando la cubierta protectora se calienta. El calentamiento de la cubierta protectora hace que los elementos expandidos se encojan de modo tal que estén dispuestos alrededor de porciones predeterminadas de la caja de unión y segmentos de cable en un modo que se coloca sustancialmente cerca.
El documento GB 356050 divulga una construcción de las cajas o mangos de unión capaces de resistir la presión y las tensiones para la recepción de bobinas de carga y de los mangos de unión para cables de señalización en la profundidad del mar que tienen una cubierta protectora de presión hueca bajo la vaina guía.
El documento DE 691078 divulga un dispositivo de manguito para un cable. El dispositivo puede comprender un miembro de soporte, que puede ser de metal (rígido) o flexible que tiene una superficie exterior perfilada. El miembro de soporte está en contacto con una manga de goma que rodea el cable.
El documento EP 2113978 divulga una camisa protectora para una unión, terminación o conexión cruzada de al menos un cable de alto voltaje. La camisa protectora comprende una primera porción de material de un primer material de metal que tiene buenas propiedades de resistencia. La camisa protectora comprende una segunda porción de material de un segundo material de metal que está unido de manera fija a la primera porción de material. El segundo material de metal tiene buenas propiedades de soldadura blanda de modo tal que es posible proporcionar una conexión fuerte y hermética entre la segunda porción de material de la camisa protectora y la vaina de al menos una de las partes del cable por medio de un proceso de soldadura blanda.
El documento JPS 56-149011 divulga una unión de cables en la que las respectivas fibras ópticas de un cable óptico submarino se conducen a una caja de conexión mediante el pasaje respectivo a través de caños flexibles resistentes a la presión del agua.
Sumario de la invención
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un montaje de unión rígido mejorado que es adecuado para usar en cables submarinos a gran profundidad del agua.
La presente invención define un montaje rígido de unión de acuerdo con la reivindicación 1.
Al proporcionar un miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables que comprende un caño rígido que rodea la sección de extremo del núcleo del cable del respectivo cable en la parte de entrada del cable del montaje de la camisa se obtiene la ventaja de que el montaje de unión rígida puede usarse para unión de los cables submarinos extrudados a grandes profundidades de agua, ya que la sección de extremo del núcleo del cable en la cercanía de la parte de entrada del cable del montaje de camisa, cuya sección de extremo del núcleo del cable está sometida a la diferencia de presión entre la presión de gas dentro del montaje de camisa y la presión hidrostática externamente del montaje de camisa y comprende la región de transición crítica, se protegerá mediante el caño rígido. Como consecuencia, el sistema aislante del cable en la sección de extremo del núcleo del cable se protegerá de deformaciones, tales como el collarino, y el caño rígido también actuará para prevenir que el aislamiento se desplace en la dirección axial, desde el lateral con presión hidrostática hacia el montaje de la camisa con presión más baja, donde el caño rígido rodea la sección de extremo del núcleo del cable, dado que el caño rígido actuará para contener la sección de extremo del núcleo del cable con el sistema de aislamiento dentro del caño. Si no hay lugar para que el material pueda desplazarse o dejarse expandir, no puede haber ningún collarino. El tener contacto continuo sobre cierta longitud también contribuirá a prevenir que el sistema aislante, o partes del mismo, se deforme y/o se desplace en la parte de entrada del cable del montaje de camisa. También al bloquear el caño rígido con relación al montaje de la camisa, y por lo tanto el bloqueo de la sección de extremo del núcleo del cable al montaje de camisa, se obtiene un modo incluso más efectivo de prevenir la deformación y/o el desplazamiento del sistema de aislamiento de cables o partes del mismo.
De acuerdo con una característica, el caño rígido puede extenderse al menos parcialmente hacia dentro de la parte de entrada del cable del montaje de camisa. Esto ayudará a prevenir que el sistema aislante se deforme y/o se desplace en la parte de entrada del cable del montaje de camisa. Sin embargo, debería tenerse en cuenta que generalmente es concebible que el caño rígido pueda ubicarse totalmente fuera de la parte de entrada del cable del montaje de camisa, totalmente dentro de la parte de entrada del cable del montaje de camisa o parcialmente fuera y parcialmente dentro de la parte de entrada del cable del montaje de camisa. Sin embargo, el caño rígido debe estar ubicado preferentemente de modo tal que no haya parte del sistema aislante de cables que esté expuesto directamente a la presión externa entre el caño rígido y la parte de entrada del cable del montaje de camisa.
La superficie interna cilíndrica puede tener una longitud axial de al menos 50 mm, preferentemente al menos 100 mm, o incluso al menos 150 mm.
De acuerdo con una característica adicional, el caño rígido del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables puede estar en contacto directo con la sección de extremo del cable respectivo. El contacto directo también contribuirá a evitar la deformación y/o el desplazamiento del sistema aislante.
El caño rígido del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables puede estar asegurado sobre la respectiva sección de extremo del núcleo del cable de modo tal que se evita un movimiento axial del sistema aislante con relación al caño rígido. Al asegurar efectivamente el caño rígido a la sección de extremo del núcleo del cable se obtiene una prevención más efectiva de deformación y/o desplazamiento del sistema de aislamiento de cables.
La creación de una presión de contacto entre el sistema de aislamiento de cables y el caño rígido será muy eficiente para prevenir la deformación y/o el desplazamiento del sistema de aislamiento de cables o partes del mismo. La palabra presionado incluye, por ej., sujeción con abrazadera y por ej., engarce por medio de una herramienta de engarzado.
De acuerdo con una variante, el caño rígido del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables puede asegurarse directamente sobre la capa semiconductora exterior del sistema de aislamiento del núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable.
De acuerdo con otra variante, en la que el núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable comprende además una vaina de metal, externamente del sistema de aislamiento de cables, el caño rígido del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables puede asegurarse sobre la vaina de metal exterior del núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable.
De acuerdo incluso con otra variante, en la que el núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable comprende además un material de lecho externamente del sistema de aislamiento de cables, el caño rígido del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables puede asegurarse sobre el material de lecho del núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable.
De acuerdo incluso con otra variante, en la que el núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable comprende además una vaina de metal, externamente del sistema de aislamiento de cables, y una vaina de revestimiento protectora de la vaina de metal exterior, el caño rígido del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables puede asegurarse sobre la vaina de revestimiento protectora del núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable. Dicha vaina de revestimiento protectora puede por ejemplo ser un polímero extrudado, puede ser de un material aislante o puede ser de un material semiconductor.
De acuerdo incluso con otra característica, la respectiva parte de entrada del cable puede ser una parte separada conectada al cuerpo de la camisa. Esto facilitará el montaje de las diferentes partes del montaje rígido de unión. La conexión de unión mencionada es principalmente, pero sin limitación, el tipo de unión prefabricada conocida en la técnica anterior como se describió más arriba y que comprende un cuerpo de caucho de unión premoldeado/prefabricado que se usa para unir dos extensiones de cable. El tipo de cable es principalmente, pero sin limitación, un cable submarino que tiene un núcleo del cable que comprende un conductor interior y un sistema de aislamiento extrudado como se describió más arriba. El núcleo del cable puede comprender también capas adicionales tales como una vaina de metal, una capa de lecho, una capa protectora exterior, por ej., de polímero, como se indica en las reivindicaciones dependientes. El cable también puede comprender una capa de armadura de tensión, por ej., cables de metal, u otros miembros que transportan carga. Cuando se disponen en el agua, uno o más montajes rígidos de unión de acuerdo con la invención se colocarían habitualmente en un contenedor exterior que también puede usarse para conectar las capas de armadura de los cables, como se describió más arriba.
Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se describirá la invención en mayor detalle, haciendo referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos que ilustran diferentes aspectos y realizaciones de la invención, dados como ejemplos solamente, y en los que: La Fig. 1 ilustra esquemáticamente una realización de un montaje rígido de unión de acuerdo con la presente invención, en una vista en perspectiva,
La Fig. 2 es una ilustración esquemática más detallada del montaje rígido de unión de la Fig. 1, parcialmente en sección transversal, y
La Fig. 3 es una ilustración esquemática de una realización de un montaje rígido de unión, en sección transversal. A los elementos que son iguales o representan elementos correspondientes o equivalentes se les ha dado los mismos números de referencia en las diferentes figuras.
Descripción detallada
En la Fig. 1 se ilustra un montaje rígido de unión 1 que comprende una conexión de unión 20 dentro de la cual el extremo del núcleo de un primer cable eléctrico 10 y el extremo del núcleo de un segundo cable eléctrico 110 están conectados. Los cables son cables de voltaje medio o alto adecuados para instalación submarina. La conexión de unión es, por ej., una unión prefabricada del tipo descrito más arriba, que comprende un cuerpo de unión de caucho premoldeado/prefabricado que se usa para restaurar el sistema de aislamiento donde se unen los dos extremos de núcleo. La conexión de unión 20 está ubicada en el interior hueco 36 de un montaje de camisa de metal hermético al agua 30, véase la Fig. 2. El montaje de camisa 30 comprende un cuerpo de camisa 31, y una primera parte de entrada de cable 32 que tiene una abertura 34 a través de la cual una sección de extremo del núcleo del cable 12 del primer cable 10 entra en el montaje de camisa. Esta sección de extremo del núcleo del cable 12 del primer cable se mencionará como primera sección de extremo del núcleo del cable. El montaje de camisa 30 comprende, además, en el extremo opuesto a primera parte de entrada del cable 32, un a segunda parte de entrada de cable 132 que tiene una abertura 134 a través de la cual una sección de extremo del núcleo del cable 112 del segundo cable 110 entra en el montaje de camisa. Esta sección de extremo del núcleo del cable 112 del segundo cable se mencionará como segunda sección de extremo del núcleo del cable.
Se debe entender que el montaje de camisa como tal puede comprender varios componentes que originalmente son partes separadas que están montadas juntas y conectadas, por ej., por soldadura u otros medios. Por ejemplo, para poder montar el montaje de camisa sobre la conexión de unión, el montaje de camisa se dividiría en al menos dos mitades de montaje de camisa, tal como una mitad inferior y una mitad superior, que están montadas para obtener el montaje de camisa, normalmente soldadas entre sí. Cuando se hace referencia al montaje de camisa, se debe tener en cuenta que la expresión montaje de camisa significa el montaje de camisa entero e incluye todas las partes del montaje de camisa, sin importar si son partes integrales o componentes que se han montado para formar el montaje de camisa, a menos que se indique explícitamente de otro modo.
Cuando se extienden los cables con el montaje rígido de unión que se muestra, uno (si es cable DC) o tres (si es cable AC) de estos montajes rígidos de unión se colocan en un contenedor exterior (no se muestra) que también se usa para conectar las capas de armadura (no se muestran) de los cables. En el caso de cables submarinos, el contenedor exterior se llena con agua y como consecuencia rodeará el montaje de camisa 30. Sin embargo, dentro del montaje de camisa hay aún la misma presión de aire que cuando el montaje de camisa se instaló alrededor de la conexión de unión en el sitio de instalación o reparación, por ej., un recipiente.
Una sección transversal esquemática de un ejemplo de un cable 10 se muestra en la Fig. 3, junto con una realización del montaje rígido de unión de acuerdo con la presente invención. El tipo de cable de alto voltaje involucrado del tipo extrudado, por ej., XLPE, tendrá muchas capas, pero solo las capas principales del núcleo del cable se muestran en la Fig. 3. En el ejemplo ilustrado se muestra un conductor eléctrico 14 rodeado por un sistema aislante que comprende una capa interior semiconductora 15, una capa aislante 16 de, por ej., XLPE, y una capa semiconductora exterior 17. Externamente del sistema aislante se encuentra una vaina metálica 18, por ej., una vaina guía. Estas comprenden las capas principales del núcleo del cable. El núcleo del cable puede en ocasiones también comprender otras capas internas, por ej., rellenos o lechos, y puede comprender una vaina de revestimiento extrudada externamente de la vaina de metal. El cable comprenderá otras capas externamente del núcleo del cable, incluyendo la(s) capa(s) de armadura tensora. Sin embargo, estas capas externas se han removido en la sección de extremo del núcleo del cable 12 del cable 10 cuando se prepara el cable para la unión. En el ejemplo ilustrado, la sección de extremo del núcleo del cable 12 del cable 10 comprende solamente las capas del núcleo del cable principal mencionadas.
En el interior 36 del montaje de camisa hay un gas comprimible, normalmente aire a presión atmosférica. Sin embargo, el cable 10 fuera del montaje de camisa se somete a la presión hidrostática del agua, como se explicó anteriormente, y esta presión es mucho más alta que la presión dentro del montaje de camisa. Esto produce un gradiente de presión que afectará la sección de extremo del núcleo del cable 12 del aislamiento en una región de transición de presión en la cercanía de donde el núcleo entra al montaje de camisa. Esta región de transición se extenderá fuera de donde la sección de extremo 12 del núcleo ingresa en el montaje de camisa 30 a través de la abertura 34 y también se extenderá cierta longitud dentro de la parte de entrada del cable 32 del montaje de camisa. Como puede observarse en las figuras, el montaje de camisa 30 comúnmente tiene porciones de extremo con forma de cono que terminan en partes con forma de manga que rodea el núcleo del cable de manera bastante estrecha, donde el núcleo del cable ingresa en el montaje de camisa. Con el propósito de prevenir la deformación del núcleo del cable, y en particular la deformación de la capa de aislamiento del núcleo del cable 16 causada por el gradiente de presión, un miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables 40 está dispuesto para rodear la sección de extremo del cable 12 del cable 10 en la primera parte de entrada del cable 32, véase las Figs. 2 y 3. Un correspondiente miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables 140 también está dispuesto para rodear la sección de extremo del núcleo del cable 112 del segundo cable 110. En la realización ilustrada, el miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables 40, 140 tiene la forma de un caño rígido protector 41 que rodea la sección de extremo del núcleo del cable 12, 112 del cable 10, 12 en la respectiva primera y segunda partes de entrada del cable 32, 132. El caño está dispuesto concéntricamente con la sección del extremo del núcleo del cable del cable y debe caber estrechamente sobre el núcleo para prevenir que el aislamiento del cable se desplace y redistribuya axialmente a lo largo del núcleo del cable debido a las diferencias en presión. Si hay una alta presión en el núcleo del cable en un área, esto puede conducir a deformación en esa área al formar collarino si el material de aislamiento se deja desplazar del área de formación de collarino, a lo largo del eje del cable, a otra área con presión más baja donde puede expandirse y ocurrirá un abultamiento del aislamiento en su lugar. Al tener una colocación hermética del caño sobre el núcleo del cable, se prevendrá dicha deformación por desplazamiento del material aislante, ya que no habrá ningún espacio vacío dentro del caño que permita cualquier expansión del material aislante. Al crear una presión de contacto entre el caño y el aislamiento, la fuerza de fricción resultante evitará el desplazamiento axial del sistema de aislamiento con relación al caño. De este modo, el caño 41 debe tener una superficie interior suave que pueda caber cómodamente sobre la sección de extremo del núcleo del cable 12 del cable 10 y preferentemente también estará en contacto directo con la superficie externa de la sección de extremo del núcleo del cable. Con el objetivo de lograr esto, el caño tendrá preferentemente una superficie interna cilíndrica 43 que está en contacto continuo con la superficie externa de la sección de extremo del núcleo del cable que rodea. También se prefiere que la superficie interior del caño rígido esté en contacto directo con la superficie externa de la sección de extremo del núcleo del cable. El caño preferentemente tiene un espesor de pared uniforme.
El caño rígido 41 está asegurado a la respectiva sección de extremo del núcleo del cable 12; 112 de modo tal que se previene el movimiento axial del sistema de aislamiento 15, 16, 17 con relación al caño rígido, y esto puede realizarse, por ej., por fricción, como se mencionó con anterioridad.
Alternativamente, el caño 41 puede presionarse sobre el núcleo de la sección de extremo del núcleo del cable, por ej., por engarzado, para no tener separaciones entre el caño y el núcleo y para crear una presión de contacto entre el caño y el sistema de aislamiento para prevenir también el desplazamiento axial del material de aislamiento de cables. El caño está hecho preferentemente de metal, por ej., acero, que puede soportar presiones externas e internas altas. Por ej., el caño rígido 41 puede estar hecho con un diámetro interior que es levemente más ancho que el diámetro exterior del núcleo del cable tal que el caño rígido pueda deslizarse axialmente sobre la sección de extremo del núcleo del cable 12, antes de la unión de los dos extremos del núcleo del cable. Cuando el caño rígido se ha instalado en su posición correcta sobre el núcleo del cable, se usa una herramienta para asegurar el caño sobre el núcleo del cable, por ej., por presión, para obtener el contacto continuo apropiado entre la superficie interna 43 del caño rígido y la superficie externa de la sección de extremo del núcleo del caño 12.
La sección de extremo del núcleo del caño 12 y el miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables 40, es decir, el caño 41, también debe ser preferentemente inamovible en la dirección axial con relación al montaje de camisa 30. En la Fig. 3 se ilustra una disposición de seguridad 50 para el bloqueo axial del miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables 40, es decir, el caño 41 en esta realización, con relación al montaje de camisa 30. La disposición de seguridad comprende una parte con forma de tubo corto 52 provista de una pestaña de tuerca 54. La parte con forma de tubo 52 es concéntrica con el caño 41 y sobresale de un extremo del caño, es decir, el extremo del caño que enfrenta el interior del montaje de camisa. La parte de pestaña 54 es perpendicular a la parte con forma de tubo y está provista de orificios para los tornillos por medio de los cuales puede asegurarse a la parte de entrada del cable 32 del montaje de camisa. Dado que el extremo interior del caño rígido 41, es decir el extremo que enfrenta el interior del montaje de camisa, sobresale de la parte con forma de tubo 52 de la disposición de seguridad que está asegurada por tornillos a la parte de entrada del cable 32 del montaje de camisa 30, el caño rígido no puede moverse axialmente en la dirección hacia el interior del montaje de camisa. Generalmente, esta dirección es la única dirección en la que el caño se movería, debido al gradiente de presión. Como alternativa a la disposición de seguridad descrita, con el uso de una pestaña de tuerca, puede usarse la soldadura de las partes.
La parte de entrada del cable 32 puede ser un componente del montaje de camisa que originalmente es una parte separada para facilitar el montaje de la disposición de seguridad. Después del montaje de la disposición de seguridad, la respectiva parte de entrada del cable 32, 132 estaría entonces conectada al cuerpo de camisa 31. Usualmente esto se realiza por soldadura para obtener el sellado metálico hermético al agua que se requiere para el montaje de camisa entero. Como otra alternativa, la parte de entrada del cable 32 puede ser una parte integral del montaje de camisa 30.
En el extremo opuesto del miembro que previene la deformación del sistema de aislamiento de cables 40, es decir, el caño 41, hay una incrustación 60 insertada entre el caño 41 y la pared circundante del montaje de camisa 30, es decir la pared de la parte de entrada del cable 32. Esta incrustación está diseñada para llenar la separación entre la sección de extremo del núcleo del cable 12, el caño 41 y la pared del montaje de camisa 30. La incrustación es anular o comprende dos partes semi-anulares, preferentemente de metal. Esta región de extremo del miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables 40, es decir, el extremo que enfrenta hacia el interior del montaje de camisa 30, también está cubierto por soldadura de plomo 70 que asegura hermeticidad al agua y una barrera de fusión metálica. La soldadura cubre el extremo de la parte de entrada del cable 32 del montaje de camisa, la incrustación 60, y se extiende sobre la vaina de metal del núcleo del cable. Alternativamente, si el miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables 40 se extiende adicionalmente más allá del montaje de camisa 30, la parte de entrada del cable 32 del montaje de camisa puede ser soldado directamente sobre el miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables 40. El miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables está conectado a la vaina de metal por soldadura.
En el ejemplo ilustrado, la capa exterior del núcleo del cable sobre el cual está montado el miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables 40, se ha descrito como una vaina de metal. Sin embargo, también puede ser posible montar el miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables directamente sobre la capa semiconductora del sistema aislante. Alternativamente, si la sección de extremo del núcleo del cable comprende un material de lecho externamente del sistema de aislamiento de cables, tal como una capa de cinta, el miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables puede estar asegurado sobre el material de lecho. También puede ser posible montar el miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables sobre una vaina de recubrimiento protectora que se aplica sobre la vaina de metal. Sin importar sobre qué capa está montado el miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables, la soldadura descrita anteriormente que cubre el extremo de la parte de entrada del cable 32 del montaje de camisa y la incrustación 60, o las variantes descritas, siempre está hecha sobre la vaina de metal 18 del núcleo del cable.
Debe entenderse que la ubicación axial exacta del miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables 40, 140 con relación a la abertura de entrada del cable respectiva 34, 134 del montaje de camisa 30 puede variar dependiendo de las circunstancias según sea el caso. Generalmente, el caño rígido 41 del miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables 40, 140, debe estar ubicado preferentemente de modo tal que no haya parte del sistema aislante de cables que esté expuesto directamente a la presión externa entre el caño rígido y la parte de entrada del cable del montaje de camisa. Preferentemente, el caño rígido debe extenderse al menos parcialmente dentro de la parte de entrada del caño del montaje de camisa, como en el ejemplo ilustrado. La longitud del caño rígido 41 puede variar dependiendo de las circunstancias particulares en cada caso. Una longitud de al menos 50 mm es generalmente preferible, y más preferible al menos 100 mm, o incluso más preferible al menos 150 mm.
En las figuras 2 y 3 y parte de la descripción anterior que se relaciona con estas figuras, la palabra cable se ha usado y se han usado los números de referencia relacionados con el primer cable en la unión de la Fig. 1. Sin embargo, debe entenderse que todo lo que se ha descrito con relación al "cable" y el uso de los números de referencia del primer cable son igualmente aplicables al segundo cable 110 que se muestra en la Fig. 1.
Con el propósito de obtener la unión rígida final, el montaje rígido de unión de la invención se coloca en un contenedor exterior (no se muestra) de la manera usual que se ha descrito en la parte del fondo de esta descripción. Para los cables DC submarinos que contienen un núcleo del cable, un montaje rígido de unión se coloca en el contenedor exterior que también se usa para conectar las capas de armadura del cable. Para los cables AC submarinos que contienen tres núcleos de cable, tres de los montajes rígidos de unión descritos de la invención se colocan en un recipiente exterior que también se usa para conectar las capas de armadura de los cables.
La invención no se considerará limitada a las realizaciones ilustradas, pero puede modificarse y alterarse de varias maneras, como lo contempla una persona capacitada en la técnica, sin alejarse del alcance definido en las reivindicaciones anexas. En particular, la invención no debe limitarse a cierto tipo de cable, sino que debe abarcar cualquier tipo de cable eléctrico que tenga uno o más núcleos de cable eléctrico que caiga dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un montaje rígido de unión que comprende una primera sección de extremo del núcleo del cable (12) de un primer cable de distribución de energía eléctrica (10), y una segunda sección de extremo del núcleo del cable (112) de un segundo cable de distribución de energía eléctrica (110), dicha primera y segunda secciones de extremo del núcleo del cable comprenden un núcleo del cable eléctrico que comprende al menos un conductor eléctrico interior (14), y un sistema aislante, donde dicho montaje rígido de unión adicional comprende una conexión de unión (20) dentro de la cual el núcleo del cable eléctrico de la primera sección de extremo del núcleo del cable del primer cable eléctrico (10) está unido con el núcleo del cable eléctrico de la segunda sección de extremo del núcleo del cable del segundo cable eléctrico (110), donde el montaje rígido de unión comprende, además, un montaje de camisa de metal hermético al agua (30) que rodea la conexión de unión, cuyo montaje de camisa comprende un cuerpo de camisa (31), una primera parte de entrada del cable (32) que comprende una abertura (34) para recibir la primera sección de extremo del núcleo del cable del primer cable y una segunda parte de entrada del cable (132) que comprende una abertura (134) para recibir la segunda sección de extremo del núcleo del cable del segundo cable, y donde el montaje de camisa (30) contiene un gas comprimible, el montaje rígido de unión comprende, además, un primer miembro del sistema de aislamiento de cables (40) que rodea la primera sección de extremo del núcleo del cable (12) en la primera parte de entrada de cable (32) y un segundo miembro del sistema de aislamiento de cables (140) que rodea la segunda sección de extremo del núcleo del cable (112) en la segunda parte de entrada de cable (132), caracterizado porque el sistema aislante comprende al menos una capa semiconductora interior (15), una capa aislante (16) y una capa semiconductora exterior (17) y el respectivo primero y segundo miembros del sistema de aislamiento de cables (40; 140) son miembros que evitan la deformación que comprenden un caño rígido (41) que rodea la respectiva sección de extremo del núcleo del cable (12; 112) en la respectiva parte de entrada de cable (32; 132), donde el caño tiene un espesor de pared uniforme y el caño rígido (41) tiene una superficie interna cilíndrica (43) que está en contacto continuo con una superficie externa de la sección de extremo del núcleo del cable (12; 112) a la que rodea, en la que el caño rígido (41) del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables (40; 140) se presiona sobre la respectiva sección de extremo del núcleo del cable (12; 112), creando de esta manera una presión por contacto entre el sistema de aislamiento de cables (15, 16, 17) y el caño rígido (41) y el montaje rígido de unión comprende, además, en cada sección de extremo del núcleo del cable (12; 112), una disposición de seguridad (50) que bloquea axialmente el caño rígido del miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables (40; 140) con relación al montaje de camisa (30).
2. El montaje rígido de unión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el caño rígido (41) se extiende al menos parcialmente hacia adentro de la parte de entrada del cable (32; 132) del montaje de camisa.
3. El montaje rígido de unión de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la superficie cilíndrica interna (43) tiene una longitud axial de al menos 50mm.
4. El montaje rígido de unión de acuerdo con cualquiera de una de las reivindicaciones precedentes, en el que el caño rígido (41) del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables (40; 140) está en contacto directo con la respectiva sección de extremo del núcleo del cable (12; 112).
5. El montaje rígido de unión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el caño rígido (41) del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables (40; 140) está asegurado sobre la respectiva sección de extremo del núcleo del cable (12; 112) de modo tal que se evita el movimiento axial del sistema aislante (15, 16, 17) con relación al caño rígido.
6. El montaje rígido de unión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el caño rígido (41) del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables (40; 140) se asegura directamente sobre la capa semiconductora exterior (17) del sistema de aislamiento del núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable (12; 112).
7. El montaje rígido de unión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, en el que el núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable (12; 112) comprende además una vaina de metal (18), externamente del sistema de aislamiento de cables, y el caño rígido (41) del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables (40; 140) puede asegurarse sobre la vaina de metal exterior (18) del núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable (12; 112).
8. El montaje rígido de unión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, en el que el núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable (12; 112) comprende además un material de lecho externamente del sistema de aislamiento de cables, y el caño rígido (41) del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables (40; 140) está asegurado sobre el material de lecho del núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable (12; 112).
9. El montaje rígido de unión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, en el que el núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable (12; 112) comprende además una vaina de metal, externamente del sistema de aislamiento de cables, y una vaina de revestimiento protectora de la vaina de metal exterior, (41) el caño rígido del respectivo miembro que evita la deformación del sistema de aislamiento de cables (40; 140) se asegura sobre la vaina de revestimiento protectora del núcleo del cable de la respectiva sección de extremo del núcleo del cable (12; 112).
10. El montaje rígido de unión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la respectiva parte de entrada del cable (32; 132) es una parte separada conectada al cuerpo de camisa (31).
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