ES2858673T3 - Dispositivo de aislamiento eléctrico flexible - Google Patents

Abstract

Un aislante eléctrico (100) que comprende: un miembro flexible dieléctrico alargado (114, 124) caracterizado porque el miembro flexible dieléctrico alargado (114, 124) se encierra en una longitud correspondiente de una membrana flexible dieléctrica (126) para definir huecos entre la misma, y la membrana (126) se rellena con fluido dieléctrico para rellenar los huecos, en donde los extremos opuestos de la membrana (126) y el miembro (114, 124) se sellan para proporcionar un sello de fluido.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de aislamiento eléctrico flexible

Campo técnico:

Esta descripción se refiere generalmente a un dispositivo de aislamiento eléctrico flexible, un ejemplo del cual es para el uso en la sustitución de líneas eléctricas energizadas o en la sustitución del tendido de cable óptico a tierra o cables estáticos sobre líneas eléctricas energizadas.

Antecedentes:

Hay muchos ejemplos, algunos de los cuales se proporcionan en la presente descripción, en los que el solicitante cree que es beneficioso proporcionar un miembro de aislamiento flexible, eléctricamente aislante, que soporte la carga de tensión, que sea resistente a la intemperie y que, ventajosamente, también pueda proporcionar rotación en forma de giro u otro movimiento relativo a lo largo de la longitud del miembro flexible para aliviar cargas de torsión y/o cargas de cizallamiento. Un ejemplo, ya mencionado, es para su uso en la sustitución, o lo que el solicitante denomina reconducción o encordado de conductores de líneas eléctricas o cables estáticos, respectivamente. Otros ejemplos pueden incluir el uso del miembro de aislamiento flexible en una línea de eslinga debajo de un helicóptero, por ejemplo cuando se usa para suspender a un liniero del helicóptero para trabajos de mantenimiento de la línea eléctrica.

Como se conocerá comúnmente, las líneas eléctricas aéreas usan una o más fases de conductores para transmitir electricidad dentro de una red de transmisión. Las líneas eléctricas aéreas pueden usarse para la transmisión en masa desde una planta de energía a los centros de alta demanda y para la distribución dentro de los centros de alta demanda. Los conductores a menudo se soportan sobre el suelo mediante estructuras de soporte. Con el tiempo, las líneas de transmisión energizadas, denominadas en la presente descripción conductores energizados, pueden exponerse a condiciones climáticas adversas o sobrecargarse. Los conductores deteriorados o sobrecargados deben reemplazarse en ese proceso general anteriormente denominado reconductores. Pueden tenderse cables estáticos por encima de los conductores para proteger los conductores energizados de los rayos. Ocasionalmente, los cables estáticos, que pueden ser cables estáticos convencionales o de cualquier otra manera pueden denominarse cables de tierra aéreo, cable blindado, cable de tierra, etc., o que pueden ser cable óptico a tierra (OPGW), denominados colectivamente en la presente descripción como cable estático, también deben reemplazarse en un proceso conocido como restricción. Durante el proceso de reconducción o encordado, a menudo es ventajoso usar un cable de tracción en lugar de una cuerda de tracción que puede derretirse, romperse o de cualquier otra manera fallar si está húmedo o sucio cuando se expone a un entorno de alta tensión. Se produce un entorno de alta tensión al tirar de conductores o cables estáticos porque cada uno puede estar sujeto a una tensión inducido significativo debido a la proximidad a uno o más conductores energizados de alta tensión, por ejemplo, que transportan 69 kV o más. Por tanto, es útil usar un cable de tracción en lugar de una cuerda de tracción. El uso de cable de tracción requiere el uso de un enlace flexible de aislamiento eléctrico entre el cable de tracción y el conductor o cable estático que se va a reemplazar. El documento JPH11185555 describe un aislante flexible. El documento JPS57133216U describe una varilla aislada. El documento CN2909644Y describe un ensamble adaptador de varilla aislante. El documento JPS58136209 describe un método para tensar cables de transmisión. El documento CN103594977 describe la tecnología de instalación de montaje de barras colectoras flexibles. El documento GB2096836 describe medios de sujeción de cuerda sintética.

Sumario:

Por tanto, la presente invención incluye o comprende, ya que esos términos se usan indistintamente en la presente descripción, un enlace, miembro o dispositivo de aislamiento flexible, aislado, de nuevo como esos términos se usan indistintamente en la presente descripción, para separar y aislar eléctricamente, en un ejemplo el antiguo, a remplazar, el conductor existente o cable estático del cable de tracción o cable metálico, para eliminar la corriente circulante entre el conductor viejo o cable estático y el cable metálico.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un aislante eléctrico como se reivindicó en la reivindicación 1.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método como se reivindicó en la reivindicación 21.

Los miembros de acoplamiento pueden anclarse a los extremos del miembro dieléctrico del aislante mediante elementos de anclaje. Los elementos de anclaje pueden incluir al menos un enganche. Cada miembro de acoplamiento puede incluir al menos un acoplamiento de enganche hembra acoplado con un enganche.

El elemento de anclaje puede incluir un miembro de eje alargado que se inserta y se alinea a lo largo de un extremo correspondiente del miembro dieléctrico cuando los miembros de acoplamiento se montan en los extremos del miembro dieléctrico.

El al menos un enganche puede incluir un primer y un segundo enganches unidos de extremo a extremo, o montados en un miembro de eje que se extiende entre los enganches, o de cualquier otra manera ubicados cerca o adyacentes entre sí cuando se montan en los extremos del miembro dieléctrico.

En la modalidad en la que los enganches se montan en un miembro de eje, el miembro de eje tiene extremos primero y segundo opuestos, y el primer enganche se monta en el primer extremo. El acoplamiento de enganche hembra se acopla al primer enganche. El miembro de eje se inserta en el extremo correspondiente del miembro dieléctrico de modo que el segundo extremo del miembro de eje se inserte primero en el extremo del miembro dieléctrico y de modo que el primer extremo del miembro de eje una vez insertado en el miembro dieléctrico, adyacente a una cara de extremo terminal del extremo correspondiente del miembro dieléctrico de modo que el extremo correspondiente del miembro dieléctrico quede intercalado entre el primer enganche y el acoplamiento de enganche hembra para sujetar el extremo correspondiente del dieléctrico entre ellos. El segundo enganche puede montarse o formarse en el segundo extremo del miembro de eje.

El acoplamiento de enganche hembra puede incluir un collar de acoplamiento hembra que se extiende desde el mismo. El collar tiene un tamaño que se ajusta perfectamente a la membrana. El collar puede colocarse con relación al segundo enganche cuando el primer enganche se acopla en el acoplamiento de enganche hembra de modo que el collar de acoplamiento hembra rodea al segundo enganche, en donde el miembro dieléctrico se intercala entre el segundo enganche y el collar de acoplamiento hembra y se forma un sello entre la membrana y el collar de acoplamiento hembra.

El miembro dieléctrico puede ser ventajosamente una cuerda sintética dieléctrica, por ejemplo, hecha de hebras elegidas del grupo que comprende: aramida, poliéster, polietileno, nylon ™, por nombrar ejemplos que no pretenden ser limitantes, o híbridos de los mismos, denominados colectivamente en la presente descripción como cuerda sintética. El acoplamiento de enganche hembra tiene una cavidad. El primer enganche se acopla dentro de la cavidad. La cavidad puede rellenarse con un compuesto de fraguado de fluido a sólido para fijar el primer enganche dentro de la cavidad. El compuesto de fraguado puede ser una resina de dos partes.

La membrana puede ser al menos parcialmente translúcida, de modo que pueda inspeccionarse el estado del fluido en ella desde el exterior de la membrana. La membrana puede ser un tubo reforzado. El fluido puede ser aceite, por ejemplo con una viscosidad de sustancialmente 0,5 centistokes.

Un tubo de compensación de presión puede encajarse dentro de la membrana o tubo y extenderse sustancialmente desde el primer extremo al segundo extremo de la membrana o tubo para proporcionar comunicación de fluidos del fluido entre el primer y segundo extremos de la membrana o tubo. El miembro dieléctrico puede tener un núcleo. El tubo de compensación de presión puede correr a lo largo del núcleo. El miembro dieléctrico puede llenar sustancialmente ventajosamente la membrana o el tubo.

El aislante eléctrico puede ser un enlace de aislamiento que aísle eléctricamente un conductor de línea eléctrica o un cable estático de una línea de tracción. Se proporciona un método que acopla el aislante entre el conductor o cable estático y la línea de tracción. El método y el aparato también se aplican a otras aplicaciones como líneas de eslinga de helicópteros, etc.

Breve descripción de los dibujos:

Más abajo se describen en detalle varios ejemplos del aparato, con referencia a los dibujos adjuntos. Los dibujos pueden no estar a escala y algunas características o elementos de los ejemplos representados pueden adornarse intencionalmente o eliminarse porciones para mayor claridad. Los números de referencia similares dentro de los dibujos se refieren a elementos similares o idénticos. Los dibujos se proporcionan solo como ejemplos y, por lo tanto, los dibujos deben considerarse ilustrativos de la presente invención y sus diversos aspectos, modalidades y opciones. Los dibujos no deben considerarse limitantes o restrictivos en cuanto al alcance de la invención.

La Figura 1 es una vista en alzado lateral de un extremo de un ejemplo de enlace de aislamiento flexible, eléctricamente aislado.

La Figura 1A es una vista ampliada, parcialmente en corte, de una porción de la Figura 1.

La Figura 2 es una vista parcialmente despiezada de la porción de enlace de aislamiento de la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en alzado lateral que muestra un enlace de aislamiento que pasa a través de una plataforma rodante durante la tracción.

La Figura 4 es un cierre de enganche ensamblado, como se muestra, usada en la ranura de enganche en el acoplamiento de la Figura 1A.

La Figura 5 es, en vista en perspectiva, una modalidad alternativa de un enlace de aislamiento de acuerdo con otro aspecto de la invención.

La Figura 6 es una vista ampliada de una porción de la Figura 5.

La Figura 7 es una vista ampliada, parcialmente en corte de la Figura 6, que muestra la conexión giratoria, articulación esférica y parte del acoplamiento de enganche eliminados.

La Figura 8 es una vista de los enganches primario y secundario de la Figura 7.

Descripción detallada:

El enlace de aislamiento 100 es un aislante eléctrico flexible, resistente a la intemperie y preferentemente a prueba de agua, que tiene las propiedades de que no solo no conduce corriente eléctrica a lo largo de su longitud, sino que también soporta una carga de tensión y también preferentemente permite el giro, la rotación, u otro movimiento relativo a lo largo del enlace de al menos una porción del enlace con relación a otra para aliviar la carga de torque en o en el extremo del enlace debido a cualquier torque aplicado al enlace desde, por ejemplo, un cable de tracción o una cuerda de tracción. Por ejemplo, el enlace de aislamiento 100 puede ser una longitud de cable aislado sometido a prueba de tensión y dieléctrico con propiedades dieléctricas, preferentemente protegido o blindado de la intemperie u otros elementos adversos que pueden comprometer sus propiedades dieléctricas. La protección o blindaje protegerá preferentemente toda la longitud del cable aislado. Aunque durante la reconducción o el encordado puede emplearse un cable de tracción cuando hace buen tiempo en lugar de un cable de tracción, en opinión del solicitante, es prudente usar un enlace de aislamiento en esas situaciones también, en caso de deterioro inadvertido de las propiedades dieléctricas del cable debido a la humedad, contaminación, etc. El solicitante ha descubierto que los altos niveles de tensión en los conductores energizados, que se ha encontrado que inducen una tensión y corriente en conductores no energizados o cables estáticos, cuando se combinan con el efecto adverso sobre las propiedades dieléctricas de una cuerda de tracción debido a la humedad y/o suciedad, etc. en o sobre la cuerda de tracción, puede hacer que la cuerda de tracción se derrita y se rompa o que de cualquier otra manera falle. El enlace de aislamiento 100 aísla eléctricamente entre un cable de tracción y los trabajadores asociados y el equipo de tendido y el conductor o cable estático 20 a reemplazar a medida que el cable de tracción se ensarta a través del sistema de línea eléctrica

Un ejemplo de enlace de aislamiento 100 propuesto por el solicitante usa un tramo de cable dieléctrico que se encierra en una membrana dieléctrica flexible. La membrana se rellena con aceite dieléctrico u otro fluido dieléctrico inerte, como un líquido o gel dieléctrico, de manera que empape, bañe o rodee completamente o impregne la cuerda dieléctrica y excluya el aire en los intersticios entre las fibras de la cuerda dieléctrica y en cualquier hueco entre la cuerda y la membrana dieléctrica flexible. En una modalidad, cada extremo del enlace de aislamiento, su longitud en dependencia del aislamiento eléctrico requerido como sería conocido por un experto en la técnica, se sella para mantener el aceite u otro dieléctrico en la membrana y en la cuerda. Los extremos se montan en un dispositivo de terminación a una articulación como una articulación esférica y/o articulación de conexión giratoria, etc., para aliviar una fuerza de torsión aplicada al enlace y permitir el movimiento relativo entre el extremo de la combinación de membrana/cuerda sellada y por ejemplo el extremo del cable de tracción, o el extremo del conductor o cable estático, o el extremo de la cuerda de eslinga, según sea el caso. Se proporciona una descripción del enlace de aislamiento en el número de publicación de la solicitud de patente del solicitante US 2015-0270035 A1 y en la publicación de la solicitud de patente del solicitante núm. US 2015-0249325 A1.

Un experto en la técnica apreciará que el enlace de aislamiento 100 proporciona una conexión aislada eléctricamente entre el conductor viejo o el cable estático (que se reemplazará) y el cable de tracción que rompe un circuito eléctrico, como una corriente circulante a tierra, que puede circular a través de tierra y a lo largo del viejo cable conductor estático y del cable de tracción. Las longitudes típicas para el enlace de aislamiento 100 pueden ser de 1 - 2 pies para reconductores de baja tensión (por ejemplo, menos de 25 kV), o del orden de 8-20 pies para reconductores de transmisión de alta tensión (por ejemplo, más de 345 kV), 50 - 250 pies para eslingas de liniero debajo de un helicóptero.

En el caso de que se coloque un cable de repuesto en una posición de cable ocupada, el cable existente en la posición de cable ocupada se utiliza como línea de tracción al colocarlo en plataformas rodantes o guías, que le conectan al cable nuevo y al tirar del cable existente mediante el uso de, por ejemplo, un extractor de ranura en V o rueda de toro. Todo el equipo de tracción y tensión y los materiales conductores se sitúan en zonas de potencial igual (EPZ's) en cada extremo de la tracción. Se coloca un bajante a tierra sobre la línea de tracción en el extremo de tracción del cable y otro bajante a tierra se coloca en el nuevo cable en el extremo tensor (pago). El tendido de cuerdas de proximidad se ejecuta de la misma manera, con la excepción de que el circuito, estático u OPGW (colectivamente en la presente descripción, cable estático) que se reemplaza se desenergiza, pero se ubica junto con un circuito energizado.

Aunque el cable que se instala no se encuentra energizado directamente, como por una empresa de servicios públicos en el curso normal de suministro de electricidad, la proximidad de las fases energizadas crea un entorno energizado que imparte una tensión y corriente inducidos a la línea de tracción y al nuevo cable. Los bajantes a tierra se usan para proteger el equipo y los trabajadores que deben estar cerca de los cables. Sin embargo, múltiples puntos de potencial de tierra combinados con la tensión y la corriente inducidos crean una corriente circulante a tierra con fuerzas eléctricas desconocidas e impredecibles. Un solo punto de tierra reducirá en gran medida este efecto, pero dejaría un extremo de toda la operación de tracción, o simplemente la tracción sin protección.

Como se indicó anteriormente, el uso de una cuerda probada dieléctricamente instalada entre la línea de tracción y el cable nuevo puede usarse para aislar la tierra, sin embargo, la cuerda en sí representa un peligro para la seguridad debido a la posibilidad de que la cuerda se contamine con partículas en el aire, alta humedad o precipitación que de esta manera hace que la cuerda sea conductora, y elimina así el aislamiento entre la línea de tracción y el nuevo cable requerido.

El enlace de aislamiento o enlace de aislamiento 100 puede caracterizarse en un aspecto por incluir un aislante alargado flexible y resistente a la tensión tal como un miembro flexible dieléctrico revestido de membrana que tiene acoplamientos terminales montados en cada extremo. Los acoplamientos proporcionan alivio de torsión relativo y alivio de momento flector relativo entre, respectivamente, por ejemplo, la línea de tracción en un extremo del enlace de aislamiento y el nuevo cable en el otro extremo del enlace de aislamiento. En una modalidad, los acoplamientos en cada extremo del enlace de aislamiento alargado incluyen cada uno una primera articulación que permite un movimiento bidireccional relativo entre dos porciones, por ejemplo, dos mitades, del acoplamiento. Puede proporcionarse una segunda articulación que permita la rotación relativa o el giro alrededor de un eje longitudinal del acoplamiento.

La primera articulación puede ser, por ejemplo, una articulación universal, una articulación esférica o un vástago flexible resistente a la tensión encerrado dentro del acoplamiento. La segunda articulación puede ser, por ejemplo, una conexión giratoria. Puede proporcionarse una sola articulación para reemplazar la función tanto de la primera como de la segunda articulación.

Como se indicó anteriormente, un ejemplo del miembro flexible en el enlace de aislamiento 100 propuesto por el solicitante usa un tramo de cuerda dieléctrica que se encierra en una membrana, manguera o tubo flexible (colectivamente en la presente descripción una membrana flexible), en donde la membrana flexible se rellena de aceite dieléctrico para impregnar la cuerda dieléctrica y excluir el aire en los intersticios entre las fibras de la cuerda y en cualquier hueco entre el cable y las paredes de la membrana. En una modalidad, cada extremo del enlace de aislamiento, cuya longitud depende del aislamiento requerido entre el cable de tracción y el conductor o cable estático, como lo conocería un experto en la técnica, se encuentra sellado para mantener el aceite en la membrana y la cuerda, y montado en un dispositivo de terminación a una articulación o articulaciones como se describió anteriormente para resistir una fuerza de tracción aplicada al enlace de aislamiento y permitir el movimiento relativo entre el extremo del miembro flexible y el extremo del cable de tracción o el extremo del cable estático según sea el caso.

Por tanto, como se entenderá ahora, la eliminación de la corriente circulante mientras se proporciona protección eléctrica en ambos extremos del tirón puede lograrse al aislar eléctricamente la línea de tracción o cable de tracción del nuevo cable mediante el uso de tal enlace de aislamiento. Esto permite la instalación de bajantes a tierra en ambos extremos del tirón sin crear una corriente circulante.

El miembro flexible es flexible o doblable o de cualquier otra manera no deformable elásticamente mientras resiste el alargamiento debido a la carga de tensión (en la presente descripción denominado colectivamente flexible) para adaptarse, por ejemplo, al radio de curvatura de un carro o plataforma rodante (como esos términos se usan indistintamente en la presente descripción) y en un ejemplo básico, se compone de un material dieléctrico flexible de alta resistencia a la tracción con uniones de acoplamiento o acoplamientos en cada extremo. Las articulaciones de unión o acoplamientos del enlace de aislamiento, montadas en cada extremo del miembro flexible, se construyen de tal manera que, en una modalidad preferida no destinada a ser limitante, controlan tanto la rotación impartida por los cables como el cizallamiento bidireccional inducido cuando la conexión o los puntos de puntos de acoplamiento pasan a través de las plataformas rodantes. El enlace de aislamiento, cuando se mantiene adecuadamente, es ventajosamente impermeable a la humedad, la suciedad y las partículas transportadas por el aire, incluido el polvo, y mitigan de esta manera la posibilidad de que el dispositivo y, en particular, el miembro flexible se vuelva conductor durante el uso. Un polímero compuesto reforzado o aramida, o una combinación de esas u otras fibras sintéticas de cuerda, por ejemplo en forma de una cuerda trenzada compuesta, son ejemplos de material flexible que puede usarse en el miembro flexible. La membrana flexible que recubre el miembro flexible puede ser, por ejemplo, clara o transparente para facilitar la inspección de la presencia de aire en el tubo o para el estado de la cuerda, o puede ser parcialmente transparente (por ejemplo, si la membrana es un tubo que tiene un franja de la ventana de inspección en toda su longitud) o traslúcida. El tubo también puede, por ejemplo, reforzarse, como se encuentra, por ejemplo, en mangueras hidráulicas aisladas convencionales.

Por tanto, como se ve a manera de ejemplo en las Figuras 1-4, el enlace de aislamiento 100 incluye acoplamientos de unión 112 en cada extremo de una longitud de un miembro flexible tal como un aislante dieléctrico flexible 114. Los propios acoplamientos no, al menos no necesariamente, se construyen de material dieléctrico y pueden, por ejemplo, hacerse de acero inoxidable. El aislante dieléctrico flexible alargado 114 tiene una longitud suficiente para proporcionar aislamiento eléctrico para la tensión nominal del sistema al que estará expuesto el aislante dieléctrico flexible 114 sin necesidad de que las uniones de conexión o los acoplamientos 112 sean dieléctricos. En el caso, sin pretender ser limitante, de que el enlace de aislamiento 100 se utilice en un procedimiento de reemplazo de cables, los acoplamientos 112 unen el aislante flexible 114 al cable de tracción 104 en un primer acoplamiento 112, y al nuevo cable 106 en un segundo acoplamiento 112, donde el primer y segundo acoplamientos 112 están en extremos opuestos del enlace de aislamiento 100.

Uno de los acoplamientos 112 se ve ampliado en la Figura 1A. Uno de los acoplamientos 112 se ve en una vista parcialmente despiezada en la Figura 2. Aunque sin pretender ser limitante, en esas modalidades, la torsión resulta en una rotación relativa en la dirección B alrededor del eje longitudinal C entre el aislante flexible 114 y cualquier línea unida al mismo, o cualquier cable unido al mismo, como el cable de tracción 104 o el nuevo conductor o cable estático 106, se libera mediante una articulación de conexión giratoria dentro de la articulación bidireccional 116. Los acoplamientos de conexión giratoria que pueden emplearse son conocidos por los expertos en la técnica, pero pueden incluir, por ejemplo, un ojo 116a montado de forma giratoria en el extremo del vástago 116b por medio del soporte de la conexión giratoria 116c. Los acoplamientos de conexión giratoria también pueden ser, por ejemplo, del tipo, como la conexión giratoria LH104™, vendido por Morpac Industries™ de Pacific, Washington, EE.Uu ., como se representa generalmente en las Figuras 5-8. Como sabrá un experto en la técnica, tales acoplamientos de conexión giratoria pueden emplear cojinetes internos, preferentemente sellados o algo sellados para inhibir la intrusión o el efecto de elementos o factores ambientales hostiles tales como humedad, arena, frío/calor, etc. Aunque no se muestra, se entiende que el uso de conexiones giratorias también incluiría ventajosamente el uso de tales cojinetes de modo que la rotación de la conexión giratoria en la dirección B no se deje únicamente a la rotación en la dirección B de la bola 118a dentro de su ranura.

La articulación bidireccional 116 es bidireccional en el sentido de que permite tanto la rotación en la dirección B alrededor del eje C, como también la rotación en la dirección D, esta última proporcionada, por ejemplo, por la articulación esférica 118 en la articulación 116 para acomodar el movimiento relativo bidireccional causado por cizallamiento y flexión cuando pasa el acoplamiento 112, como por ejemplo en la dirección Z, a través y sobre una plataforma rodante 102 como se ve en la Figura 3. En el ejemplo ilustrado, la bola 118a se monta de forma roscada sobre el vástago 116b. La bola 118a se monta para girar dentro de la ranura de bola 120 formada dentro de la carcasa de la ranura 122. En particular, la bola 118a descansa contra el hombro 120a en la ranura 120. La articulación bidireccional 116 puede tener varios diseños, como sería conocido por un experto en la técnica. Por ejemplo, y sin la intención de ser limitante, la articulación bidireccional 116 puede ser una forma de articulación universal, o como la combinación de articulación esférica y conexión giratoria ilustrada, o puede incluir un vástago flexible, estrecho y encapsulado (no mostrado) que tenga suficiente resistencia a la tracción y cuyo acoplamiento une una parte del acoplamiento 112 a la otra parte del acoplamiento 112.

Como se describió anteriormente, el miembro flexible 114 en una modalidad incluye una cuerda sintética encerrada en un tubo y montada en cada extremo del mismo a un acoplamiento correspondiente 112. Por tanto, como se ve en las Figuras 1A y 2, la cuerda 124 se envuelve cómodamente en un tubo flexible 126. El tubo 126 es más corto que la longitud del extremo de la cuerda 124 para exponer el extremo 124a del extremo del tubo. La ranura de enganche 128 es hueca a lo largo del eje C y proporciona una cavidad de cuña troncocónica 128a entre el extremo macho roscado 128b y el extremo hembra dispuesto en oposición 128c. El extremo macho 128b se acopla de manera roscada con el extremo hembra roscado 122a de la carcasa de la ranura 122. El extremo hembra 128c se acopla con el extremo 126a del tubo 126. En esta modalidad, que no se destina a ser limitante, una carga de tensión sobre el miembro flexible 114 en la dirección E, es decir, a lo largo del eje C, debe absorberse por la cuerda 124 que actúa sobre la ranura de enganche 128, y no en un grado apreciable por tubo 126. El tubo 126 puede montarse en la ranura de enganche 128, y específicamente en el extremo hembra 128c, en un ajuste por fricción ceñido sellado por sellos 130. Los sellos 130 pueden ser, por ejemplo, anillos O u otros sellos conocidos por un experto en la técnica, para crear y mantener un sello fluido entre el extremo 126a del tubo 126 y la superficie anular interior del extremo hembra 128c.

El extremo 124a de la cuerda 124 se ensancha radialmente hacia fuera con relación al eje C como resultado de, y para acomodar, la inserción de un primer o primario tapón de enganche cónico 132, que se ve mejor en las Figuras 4 y 8, a lo largo del núcleo de la cuerda 124. Se proporciona el tapón de enganche primario 132 para ayudar a anclar el extremo 124a de la cuerda 124 en la ranura de enganche 128. Los tapones de enganche también se denominan en la presente descripción como enganches. En la modalidad ilustrada, que no se destina a ser limitante, también se proporciona un segundo o secundario tapón de enganche 134, que puede tener una pequeña conicidad inversa con relación a la conicidad en el tapón de enganche primario, para ayudar también a anclar el extremo 124a de la cuerda 124 en la ranura de enganche 128 y para ayudar a mantener el asiento de los sellos 130 cuando la cuerda está bajo carga de tensión. El tapón de enganche 134 puede montarse rígidamente en o de cualquier otra manera cerca o adyacente al tapón de enganche 132. El montaje puede ser, por ejemplo, por medio de una varilla 136, como se ve en la Figura 4, aunque debe entenderse que no se requiere el uso de dicha varilla. Los extremos de la varilla 136 pueden encontrarse roscados, y los tapones de enganche 132, 134 huecos para acomodar la varilla 136 apuntalada a través de las longitudes de los tapones de enganche y los tapones de enganche anclados a la varilla mediante tuercas 138. Puede usarse una tuerca de posicionamiento 138a para sujetar el tapón de enganche 134 en una posición deseada a lo largo de la varilla 136.

El tapón de enganche primario 132 tiene una superficie ahusada o cónica en forma de cuña 132a que se dimensiona para intercalarse uniformemente, es decir, para distribuir sustancialmente uniformemente una carga de presión al extremo 124a de la cuerda 124 entre la superficie de la cavidad 128a y la superficie 132a de tapón de enganche primario 132 cuando se aplica tensión a la cuerda 124 en la dirección E. El cono del tapón 132 se inclina con relación al eje C en, por ejemplo, el mismo ángulo con relación al eje C que la superficie de la cavidad troncocónica 128b en la ranura de enganche 128, aunque esto no pretende ser una limitación. El tapón de enganche secundario 134 se ubica ventajosamente a lo largo de la varilla 136 de modo que una vez que el cierre de enganche 140 (en esta modalidad, los enganche 132, 134 y la varilla 136) se empuje dentro y a lo largo del núcleo centroidal del extremo 124a de la cuerda 124, y el cierre de enganche 140 y el extremo de la cuerda 124 se deslizó en la ranura de enganche 128, no sólo el extremo 124a de la cuerda 124 se ensancha sobre el enganche primario 132, sino que la porción de la cuerda que cubre el enganche secundario 134 se comprime radialmente hacia fuera. Por lo tanto, así como el enganche primario comprime el extremo de la cuerda 124 contra la cavidad troncocónica 128a, el enganche secundario se comprime contra la superficie interior del extremo hembra 128c (en la presente descripción también denominado collar de acoplamiento hembra de la ranura o acoplamiento de enganche) la porción de la cuerda 124 y el tubo 126 intercalados entre el enganche secundario 134 y la superficie interior del extremo hembra 128c de la ranura de enganche 128. Esta compresión radialmente hacia fuera de la cuerda y el tubo en el collar hembra de acoplamiento, extremo 128c, de la ranura de enganche puede ayudar a mantener el sellado fluido de los sellos 130 cuando la cuerda 124 está bajo tensión en la dirección E y cuando, por lo tanto, la cuerda puede ser de diámetro reducido. Tal compresión radialmente hacia fuera también puede aumentar el acoplamiento por fricción de enganche secundario en la cuerda 124 para ayudar a sujetar la cuerda en la ranura de enganche 128. El enganche secundario 134 puede, en modalidades alternativas, reemplazarse por un racor de manguera hidráulica roscado o incorporado de cualquier otra manera en el extremo 128c de la ranura de enganche 128.

El cierre 140 también puede incluir un cuello 142 y una pestaña de cierre anular 144. El cuello 142 tiene un diámetro radial reducido con relación a los diámetros radiales del extremo más ancho de enganche primario 132 y con relación al diámetro de la pestaña de cierre 144. La longitud del cuello 142 es de manera que una primera abrazadera dieléctrica 146 (mostrada con un contorno punteado en la Figura 2), como una abrazadera de manguera di-eléctrica (un ejemplo de la cual es una tira de plástico), puede usarse para pellizcar o comprimir una porción anular correspondiente 124a' del extremo 124a de la cuerda 124 en el canal anular formado alrededor del cuello 142 entre el enganche primario 132 y la pestaña de cierre 144. Esto bloquea el extremo de la cuerda en el cierre de enganche 140. Puede usarse una segunda abrazadera dieléctrica 148 (también mostrada en contorno de puntos) para bloquear adicionalmente una segunda porción de cuerda 124a" del extremo de cuerda 124a en el cierre de enganche al sujetar la porción de cuerda 124a" hacia abajo en el extremo de la varilla 136 en el lado opuesto de la brida de bloqueo 144 del cuello 142.

En las modalidades que emplean una varilla 136, debido a que la varilla 136 puede ser metálica, como pueden ser los enganche primarios y/o secundarios 132, 134, y de hecho todos los cierres de enganche 140, debe proporcionarse una conexión eléctricamente conductora, como una araña o una arandela de estrella 150 como se ve en la Figura 4, entre la varilla 136 y la superficie interior de la ranura de enganche 128 de la superficie adyacente 128a. La arandela de estrella o araña 150 puede separarse de la brida de cierre 144 mediante una arandela o un separador 136a. Pueden proporcionarse ventajosamente uno o más tornillos 122b de fijación, que actúen, por ejemplo, entre la carcasa 122 y el extremo macho 128b de la ranura de enganche 128, para resistir el desatornillado involuntario de la carcasa 122 de la ranura de enganche 128.

Un fluido dieléctrico, por ejemplo un fluido dieléctrico tal como aceite (por ejemplo, viscosidad de aproximadamente 0,5 centistokes) o un fluido o gel inerte viscoso tal como silicona fluídica, u otros fluidos dieléctricos como los conocería un experto en la técnica, se impregna en la cuerda 124 y se rellena en los intersticios entre la cuerda 124 y el tubo 126 para no dejar burbujas de aire o bolsas de aire. El fluido dieléctrico rellena el tubo y se impregna completamente entre las fibras de la cuerda a lo largo de toda la longitud de la cuerda y el tubo que se extiende entre y dentro de los acoplamientos 112. Para evitar que el fluido dieléctrico se escape del interior de la cavidad 128a y pase las abrazaderas 146, 148, que actuarán como sellos que inhiben el movimiento del fluido dieléctrico a lo largo de las fibras de la cuerda para filtrarse en la cavidad de la carcasa 122, un sello adicional (no mostrado) puede proporcionarse. Un ejemplo de un sello adicional de este tipo, y sin pretender ser limitante, es rellenar la cavidad en la ranura de enganche con resina epoxi mientras la resina está en su estado fluido, y dejar que el epoxi se endurezca mientras se rellena completamente cualquier vacío en la cavidad de la ranura de enganche y, por ejemplo, anclar el enganche 132 mediante la incursión de la resina en el enganche a través de las aberturas 132b.

En una modalidad, el miembro espinal flexible hueco 152 visto en el contorno de puntos en la Figura 2, que puede ser un tubo flexible de diámetro estrecho, se inserta a lo largo del núcleo de la cuerda 124. La función del miembro espinal 152 es hacer recircular el fluido dieléctrico desde un extremo del miembro flexible 114 al otro extremo del miembro flexible 114 cuando el fluido dieléctrico se presuriza en un extremo como, por ejemplo, cuando el enlace 100 pasa sobre una plataforma rodante 102.

Aunque la descripción anterior describe ciertos ejemplos de la presente invención, para los expertos en la técnica también serán evidentes diversas modificaciones de los ejemplos descritos. El alcance de las reivindicaciones no debería limitarse por los ejemplos proporcionados anteriormente; más bien, el alcance de las reivindicaciones debe recibir la interpretación más amplia que sea consistente con la descripción en su ensamble.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un aislante eléctrico (100) que comprende:

un miembro flexible dieléctrico alargado (114, 124) caracterizado porque el miembro flexible dieléctrico alargado (114, 124) se encierra en una longitud correspondiente de una membrana flexible dieléctrica (126) para definir huecos entre la misma, y la membrana (126) se rellena con fluido dieléctrico para rellenar los huecos, en donde los extremos opuestos de la membrana (126) y el miembro (114, 124) se sellan para proporcionar un sello de fluido.

2. El aislante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el miembro flexible (114, 124) comprende una cuerda dieléctrica.

3. El aislante de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el miembro flexible (114, 124) es inelástico.

4. El aislante de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en donde los extremos opuestos de la membrana (126) y el miembro (114, 124) se sellan por los acopladores correspondientes (112) y en donde los acopladores (112) se adaptan para que se aplique una carga de tensión a los acopladores (112) que tensa el miembro (114, 124) sustancialmente con toda la carga de tensión sin tensar sustancialmente la membrana (126) con la carga de tensión.

5. El aislante de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el miembro flexible (114, 124) incluye un cuerpo que tiene una pluralidad de hebras que se extienden entre los extremos opuestos del miembro flexible (114, 124), y en donde la membrana (126) es un tubo de aislamiento eléctrico (126) que tiene un primer y segundo extremo opuestos, y que tiene una superficie interior que define una cavidad que se extiende entre los extremos opuestos del tubo (126), y en donde el tubo (126) se monta en el miembro flexible (114, 124) de modo que encierre sustancialmente el cuerpo del miembro flexible (114, 124),

y en donde los acopladores (112) incluyen un primer y un segundo conjuntos de sellado (130) montados en el tubo (126) para sellar contra fluidos cada extremo de los extremos opuestos del tubo (126),

y en donde el fluido dieléctrico rellena la cavidad para ocupar los huecos formados en la cavidad entre la superficie interior del tubo (126) y el cuerpo del miembro flexible (114, 124) y entre la pluralidad de hebras del miembro flexible (114, 124).

6. El aislante de acuerdo con la reivindicación 5, en donde los extremos opuestos del miembro flexible (114, 124) sobresalen de los correspondientes extremos opuestos del tubo (126).

7. El aislante de acuerdo con la reivindicación 4, en donde cada acoplador (112) incluye una ranura (128) que tiene un extremo estrecho, un extremo ancho y un orificio troncocónico (128a) que se extiende a través y entre los extremos estrecho y ancho, y en donde un extremo (124a) del miembro flexible (114, 124) se ubica en el orificio (128a) de manera que se extienda a través de al menos el extremo estrecho (128c) de la ranura (128),

y en donde el orificio (128a) de cada acoplador (112) se rellena con un compuesto de fraguado de fluido a sólido para encerrar y retener el extremo correspondiente (124a) del miembro flexible (114, 124) en el orificio (128a).

8. El aislante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el miembro dieléctrico (114, 124) es inelástico y tiene un primer y un segundo extremo opuestos,

y en donde la membrana es un tubo que tiene un primer y segundo extremo opuestos, y en donde el miembro dieléctrico (114, 124) se articula en el tubo (126) para extenderse desde el primer extremo del tubo (126) hasta el segundo extremo del tubo (126),

y en donde el primer y segundo miembros de acoplamiento (112) se montan, respectivamente, en el primer y segundo extremos del miembro dieléctrico (114, 124), y el primer y segundo extremos del tubo (126) se acoplan en acoplamiento sellado con el primer y segundo miembros de acoplamiento (112) de modo que el primer y segundo miembros de acoplamiento (112) sellan contra fluidos el primer y segundo extremos del tubo (126) y sellan contra fluidos el miembro dieléctrico (114, 124) dentro del tubo (126),

y en donde el fluido dieléctrico rellena el tubo (126) para desplazar cualquier aire en el tubo (126) y el miembro dieléctrico (114, 124),

y en donde el primer y el segundo miembros de acoplamiento (112) se adaptan para acoplarse a objetos en los extremos opuestos del tubo (126).

9. El aislante de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el primer y segundo miembros de acoplamiento (112) se anclan, respectivamente, al primer y segundo extremos de dicho miembro dieléctrico (114, 124), y en donde dichos primer y segundo extremos del tubo (126) se acoplan en acoplamiento sellado con dicho primer y segundo miembros de acoplamiento (112) de modo que dichos primer y segundo miembros de acoplamiento (112) sellan contra fluidos dichos extremos primero y segundo del tubo (126) y sellan contra fluidos dicho miembro dieléctrico (114, 124) dentro del tubo (126),

y en donde dichos primer y segundo miembros de acoplamiento (112) se adaptan para acoplarse de manera liberable a una línea (104, 106) elegida entre un conductor de línea eléctrica (106), un cable estático, una línea de tracción (104).

10. El aislante de acuerdo con la reivindicación 9, en donde cada uno de dichos primer y segundo miembros de acoplamiento (112) incluye un elemento de anclaje (132, 134), y en donde un elemento de anclaje de dichos elementos de anclaje (132, 134) se inserta en cada uno de dichos primer y segundo extremos de dicho miembro dieléctrico (114, 124) para anclar en ellos dichos miembros de acoplamiento (112).

11. El aislante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho miembro dieléctrico (114, 124) es una cuerda sintética que incluye hebras elegidas del grupo que comprende: aramida, poliéster, polietileno, nailon (RTM).

12. El aislante de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el primer y segundo miembros de acoplamiento (112) se montan, respectivamente, en el primer y segundo extremos del miembro dieléctrico (114, 124), y en donde cada miembro de acoplamiento (112) de dichos primero y segundo miembros de acoplamiento tiene una cavidad (128a), y en donde dicho miembro (114, 124) se acopla con dicho miembro de acoplamiento (112) dentro de dicha cavidad (128a), y en donde dicha cavidad (128a) se rellena con un compuesto de fraguado de fluido a sólido para fijar dicho miembro (114, 124) dentro de dicha cavidad (128a).

13. El aislante de acuerdo con la reivindicación 12, en donde dicho compuesto de fraguado es una resina de dos partes.

14. El aislante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la membrana (126) es al menos parcialmente translúcida de modo que pueda inspeccionarse el estado visual de dicho fluido desde el exterior de la membrana (126).

15. El aislante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha membrana (126) está reforzada.

16. El aislante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho fluido es aceite dieléctrico.

17. El aislante de acuerdo con la reivindicación 16, en donde dicho aceite tiene una viscosidad de sustancialmente 0,5 centistokes.

18. El aislante de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un tubo de compensación de presión (152) anidado dentro de la membrana (126) y que se extiende sustancialmente desde uno de los extremos opuestos al otro de los extremos opuestos de la membrana (126) para proporcionar una comunicación de fluidos del fluido entre los extremos opuestos de la membrana (126).

19. El aislante de acuerdo con la reivindicación 18, en donde el miembro dieléctrico (114, 124) tiene un núcleo y en donde el tubo de compensación de presión (152) se extiende a lo largo del núcleo.

20. El aislante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el miembro flexible dieléctrico (114, 124) rellena sustancialmente la membrana (126).

21. Un método para aislar eléctricamente un conductor de línea eléctrica energizado (106) o un cable estático (106) de una línea de tracción (104) caracterizado por que usa el aislante eléctrico (100) de la reivindicación 4, en donde los acopladores (112) en los extremos opuestos de la membrana (126) y el miembro dieléctrico (114, 124) son el primer y segundo acopladores (112), el método que comprende acoplar el primer acoplador (112) a un extremo del conductor de línea eléctrica (106) o cable estático (106), y acoplar el segundo acoplador (112) a un extremo de la línea de tracción (104).