ES2931208T3 - Dispositivo de control de estrés múltiple para accesorios de cable y métodos y sistemas que incluyen el mismo - Google Patents

Dispositivo de control de estrés múltiple para accesorios de cable y métodos y sistemas que incluyen el mismo Download PDF

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Abstract

Se proporcionan dispositivos, métodos y sistemas. Un sistema de cubierta puede incluir un manguito de cubierta elastomérico, tubular, contraíble en frío unitario que define un paso pasante del manguito de cubierta que está configurado para recibir el cable eléctrico. El manguito de cubierta puede incluir un primer tipo de elemento de control de tensión y un segundo tipo de elemento de control de tensión que es diferente del primer tipo de elemento de control de tensión. Una retención mantiene el manguito de cubierta en un estado expandido en el que el manguito de cubierta se expande elásticamente y, cuando se retira, permite que el manguito de cubierta se contraiga radialmente hasta un estado contraído alrededor del cable eléctrico. El primer tipo de elemento de control de tensión incluye un cono de tensión geométrico que incluye una parte eléctricamente conductora y/o semiconductora que está configurada para acoplarse de forma conductora a una capa semiconductora del cable eléctrico. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de control de estrés múltiple para accesorios de cable y métodos y sistemas que incluyen el mismo
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a cables y conexiones eléctricas y, más particularmente, a cubiertas protectoras para cables y conexiones eléctricas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la industria de servicios eléctricos, mantener la integridad de los cables puede ser crítico. Una pérdida de integridad de un cable, por ejemplo, un cortocircuito en un cable de alta tensión, puede tener como resultado una paralización por un corte de energía o, peor aún, la pérdida de una vida. Una tarea cotidiana que puede suponer una gran amenaza para la integridad de los cables es la formación de conexiones eléctricas.
Cuando se termina un cable de alimentación, la terminación puede crear una discontinuidad abrupta en las características eléctricas del cable. La discontinuidad puede cambiar la forma del estrés eléctrico del campo eléctrico resultante, lo que puede aumentar el riesgo de rotura del aislamiento.
Las concentraciones de estrés eléctrico en las terminaciones de los cables pueden provocar la degradación del aislamiento de los cables. Para tratar este problema, las terminaciones suelen estar provistas de elementos de control de estrés (p. ej., un cono de estrés o una capa de alta K). Dos clases generales de elementos de alivio de estrés incluyen elementos de alivio de estrés de alta K o de tipo capacitivo y elementos de alivio de estrés de tipo geométrico. Un elemento de alivio de estrés de tipo alta K puede ser generalmente cilíndrico y puede depender principalmente de la selección del material para gestionar el campo eléctrico cuando hay estrés eléctrico.
A media tensión, tales como de 69 kV, un elemento de alivio de estrés de tipo alta K puede implementarse como dos tubos separados que están en capas. Un tubo puede incluir un material de alta K y puede y puede instalarse para cubrir toda la parte de la terminación y otro tubo que cubre solo una parte de la terminación.
Un elemento de alivio de estrés de tipo geométrico puede depender de la geometría de su diseño y del tipo de material para gestionar el campo eléctrico y el estrés eléctrico. Por ejemplo, los elementos de alivio de estrés de tipo geométrico pueden incluir una parte deflectora que empuja el estrés eléctrico en dirección hacia afuera. A tensiones más bajas, tales como de 5 kV, el deflector puede ser relativamente pequeño y puede proporcionarse en dispositivos de terminación retráctiles en frío. Sin embargo, en terminaciones de cables de media tensión, tales como de 69 kV, el tamaño de la parte deflectora en un elemento de alivio de estrés de tipo geométrico puede llegar a ser demasiado grande para una implantación razonable en una terminación retráctil en frío.
El documento US 7476114, en el que se basa el preámbulo de la reivindicación 1, divulga un dispositivo de unidad de cubierta para cubrir y sellar un empalme entre dos cables eléctricos. El dispositivo tiene una funda de cubierta que define un conducto pasante que está configurado para recibir los cables eléctricos. La funda de cubierta tiene una serie de conos de estrés que están rodeados por una funda interior de un material expandible elástico. Una funda exterior rodea la funda interior y hay una capa semiconductora entre las fundas exterior e interior.
Como tal, se necesitan mejores soluciones de alivio de estrés para los cables de alimentación de energía.
SUMARIO
De acuerdo con la reivindicación 1 de la presente invención, se proporciona un dispositivo de unidad de cubierta para la terminación de un cable eléctrico, comprendiendo el dispositivo: una funda de cubierta unitaria, elastomérica, tubular, retráctil en frío que define un conducto pasante de funda de cubierta que está configurado para recibir el cable eléctrico, comprendiendo la funda de cubierta: un primer tipo de elemento de control de estrés que comprende un elemento de alivio de estrés geométrico y en donde el elemento de alivio de estrés geométrico comprende un cono de estrés que incluye una parte eléctricamente conductora y/o semiconductora que está configurada para acoplarse de manera conductora a una capa semiconductora del cable eléctrico y una capa exterior eléctricamente aislante, caracterizado por un segundo tipo de elemento de control de estrés que es diferente del primer tipo de elemento de control de estrés y que está dispuesto radialmente alrededor del primer tipo de elemento de control de estrés, en donde el segundo tipo de elemento de control de estrés incluye un elemento de alivio de estrés de alta K, como un tubo de alta K y está configurado para acoplarse de manera conductora a la capa semiconductora del cable eléctrico cuando se instala en el mismo y en donde el segundo tipo de elemento de control de estrés está unido a la capa exterior eléctricamente aislante.
En algunas realizaciones, la capa aislante incluye un material elastomérico que incluye al menos uno de caucho de monómero de etileno propileno dieno (EPDM), silicona, caucho de poliuretano, copolímero de estireno-butadieno, policloropreno, caucho de nitrilo, caucho de butilo y/o caucho de polisulfuro.
Algunas realizaciones prevén que la capa de alta K incluya partículas de carbono incrustadas en la misma.
Algunas realizaciones prevén que el dispositivo pueda operarse para gestionar el campo eléctrico y el estrés eléctrico con tensiones de funcionamiento de más de 40 kVoltios.
Algunas realizaciones incluyen un retenedor que mantiene la funda de cubierta en un estado expandido en el que la funda de cubierta está elásticamente expandida y cuando se retira, permite que la funda de cubierta se contraiga radialmente a un estado contraído alrededor del cable eléctrico. Algunas realizaciones prevén que el retenedor sea un retenedor extraíble que está montado dentro del conducto pasante de funda de cubierta y esté configurado para retirarse de la misma.
De acuerdo con la reivindicación 8 de la presente invención, se proporciona un método para instalar una funda de cubierta en un cable eléctrico, comprendiendo el método las operaciones de: proporcionar: una funda de cubierta unitaria, elastomérica, tubular, retráctil en frío que define un conducto pasante de funda de cubierta que está configurado para recibir el cable eléctrico, comprendiendo la funda de cubierta: un primer tipo de elemento de control de estrés que comprende un elemento de alivio de estrés geométrico y en donde el elemento de alivio de estrés geométrico comprende un cono de estrés que incluye una parte eléctricamente conductora y/o semiconductora que está configurada para acoplarse de manera conductora a una capa semiconductora del cable eléctrico, un segundo tipo de elemento de control de estrés que es diferente del primer tipo de elemento de control de estrés y que está dispuesto radialmente alrededor del primer tipo de elemento de control de estrés en donde el segundo tipo de elemento de control de estrés incluye un elemento de alivio de estrés de alta K, como un tubo de alta K y está configurado para acoplarse de manera conductora a la capa semiconductora del cable eléctrico cuando se instala en el mismo y una capa exterior eléctricamente aislante, estando el segundo tipo de elemento de control de estrés unido a la capa exterior eléctricamente aislante; y un retenedor que mantiene la funda de cubierta en un estado expandido en el que la funda de cubierta está elásticamente expandida y cuando se retira, permite que la funda de cubierta se contraiga radialmente a un estado contraído alrededor del cable eléctrico; colocar el retenedor y la funda de cubierta alrededor del cable eléctrico; y retirar el retenedor de la funda de cubierta para hacer que la funda de cubierta se contraiga radialmente sobre el cable eléctrico.
Algunas realizaciones prevén que una tensión de funcionamiento del cable eléctrico sea mayor de aproximadamente 40 kVoltios.
Las personas normalmente versadas en la materia reconocerán otras características, ventajas y detalles de la presente invención a partir de la lectura de las figuras y la descripción detallada de las siguientes realizaciones, siendo tal descripción meramente ilustrativa de la presente invención.
Cabe destacar, que los aspectos de la invención descritos con respecto a una realización pueden estar incorporados en una realización diferente, aunque no se hayan descrito específicamente con respecto a la misma. Es decir, todas las realizaciones y/o características de cualquier realización pueden combinarse de cualquier forma y/o en cualquier combinación. Estos y otros objetivos y/o aspectos de la presente invención se explican con detalle en la memoria descriptiva que se expone a continuación.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es una vista lateral esquemática en sección transversal de una unidad de cubierta que incluye múltiples tipos de elementos de control de estrés fijados a un cable de acuerdo con la invención.
La Figura 2 es una vista lateral esquemática en sección transversal de una unidad de cubierta que incluye múltiples tipos de elementos de control de estrés fijados a un cable que se incluye únicamente como información de referencia y no están cubiertos por la presente invención.
La Figura 3 es una vista lateral esquemática en sección transversal de una unidad de cubierta previamente expandida que incluye múltiples tipos de elementos de control de estrés y un retenedor colocado en un cable de acuerdo con la invención.
Las figuras adjuntas se incluyen para proporcionar una mejor comprensión de la presente invención y quedan incorporadas y constituyen una parte de esta memoria descriptiva. Los dibujos ilustran algunas realizaciones de la presente invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
La invención se describirá ahora con más detalle en lo sucesivo haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran realizaciones ilustrativas de la invención. En los dibujos, los tamaños relativos de las regiones o características podrían estar exagerados para más claridad. Esta invención puede, sin embargo, realizarse de muchas formas diferentes y no debería interpretarse que está limitada a las realizaciones establecidas en el presente documento; por el contrario, estas realizaciones se proporcionan de modo que la presente divulgación sea exhaustiva y completa, y transmita completamente el alcance de la invención para los expertos en la materia.
Se debe entender que, aunque los términos primer/o/a, segundo/a, etc. pueden usarse en el presente documento para describir diversos elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones, estos elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones no deben estar limitados por estos términos. Estos términos solo se usan para distinguir un elemento, componente, región, capa o sección de otra región, capa o sección. Por tanto, un primer elemento, componente, región, capa o sección comentada a continuación podría denominarse segundo elemento, componente, región, capa o sección sin desviarse de las enseñanzas de la presente invención.
Los términos relativos a la posición espacial, tales como "debajo", "por debajo", "inferior", "encima", "superior" y similares, pueden usarse en el presente documento para facilitar la descripción con el fin de describir la relación de un elemento o característica con otro u otros elementos y características como se ilustran en las figuras. Se entenderá que los términos relativos a la posición espacial pretenden abarcar diferentes orientaciones del dispositivo en uso o en funcionamiento, además de la orientación representada en las figuras. Por ejemplo, si se voltea el dispositivo en las figuras, los elementos descritos como "por debajo" o "debajo" de otros elementos o características estarían orientados "encima" de los otros elementos o características. Por tanto, el término ilustrativo "por debajo" puede abarcar tanto una orientación por encima como por debajo. El dispositivo puede orientarse de otro modo (rotado a 90° o en otras orientaciones) y las descripciones relativas a la posición espacial utilizadas en el presente documento deben interpretarse en consecuencia.
Como se utiliza en el presente documento, las formas en singular "un", "uno/a" y "el/la" también pretenden incluir las formas plurales, a menos que se indique expresamente lo contrario. Además, debe entenderse que los términos "incluye", "comprende", "incluyendo" y/o "comprendiendo", cuando se utilizan en la presente memoria descriptiva, especifican la presencia de características, integrantes, etapas, operaciones, elementos y/o componentes mencionados, pero no excluyen la presencia o adición de una o varias otras características, elementos integrantes, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos. Se entenderá que cuando se hace referencia a un elemento que está "conectado" o "acoplado" a otro elemento, este puede estar conectado o acoplado directamente al otro elemento o pueden estar presentes elementos intermedios. Como se utiliza en el presente documento, la conjunción "y/o" incluye todas y cada una de las combinaciones de uno o varios de los elementos asociados enumerados.
Los números de referencia se indican en detalle en algunas realizaciones de la presente invención y se han representado ejemplos de las mismas en los dibujos de referencia. A lo largo de los dibujos, se utilizan números de referencia similares para referirse a elementos iguales o similares en la descripción y los dibujos.
A menos que se defina de otro modo, todos los términos (incluyendo términos técnicos y científicos) utilizados en el presente documento tienen el mismo significado que habitualmente entendería una persona normalmente versada en la materia a la que pertenece esta invención. Se entenderá además que los términos, tales como los definidos en los diccionarios de uso común, deben interpretarse de manera coherente con su significado en el contexto de esta memoria descriptiva y la técnica relevante y que no se interpretarán en un sentido idealizado o excesivamente formal, a menos que así se defina expresamente en el presente documento.
Como se utiliza en el presente documento, "aplicado en frío" o "cubierta aplicada en frío" significa que la cubierta o componente se puede ensamblar o instalar alrededor de un sustrato (p. ej., un cable) sin necesidad de aplicar calor en el momento de la instalación.
Como se utiliza en el presente documento, "retráctil en frío" o "cubierta retráctil en frío" significa que la cubierta o componente puede retractilarse o contraerse alrededor de un sustrato (p. ej., un cable) sin necesidad de aplicar calor.
Como se utiliza en el presente documento, "monolítico" significa un objeto que es una única pieza unitaria formada o compuesta de un material sin juntas ni costuras.
Como se utiliza en el presente documento, "material de alta K" significa un material de alta permitividad eléctrica.
A continuación, se hace referencia a la Figura 1, que es una vista lateral esquemática en sección transversal de una unidad de cubierta que incluye múltiples tipos de elementos de control de estrés fijados a un cable (no mostrado en sección transversal) de acuerdo con algunas realizaciones de la invención. Un sistema de cubierta 101 de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención incluye un cuerpo de terminación o conjunto, unidad, cuerpo o funda de cubierta 110 que incluye múltiples elementos de control de estrés y/o tipos de los mismos. El sistema de cubierta 101 puede utilizarse para formar un conjunto de cable protegido que incluye un cable terminado (o empalmado) 40, una terminación o conector 17 y la funda de cubierta 110. El sistema de cubierta 101 o una parte del mismo se proporciona como una funda de cubierta unitaria, elastomérica, tubular, retráctil en frío que define un conducto pasante de funda de cubierta que está configurado para recibir el cable eléctrico 40. La funda de cubierta 110 es un dispositivo de múltiples capas que incluye un primer tipo de elemento de control de estrés y un segundo tipo de elemento de control de estrés que es diferente del primer tipo de elemento de control de estrés.
Algunas realizaciones prevén que el cable 40 incluya un conductor eléctrico principal 42, una capa de aislamiento polimérica 44, una capa semiconductora 46, una capa metálica de protección de radiación electromagnética 48 y una camisa 50, estando cada componente rodeado concéntricamente por el siguiente.
De acuerdo con algunas realizaciones y como se muestra, la capa de protección 48 incluye una cinta, lámina, tira o vaina metálica envuelta o enrollada (p. ej., circunferencial o helicoidalmente) alrededor y rodeando circunferencialmente del todo la capa semiconductora 46 a lo largo de la longitud del cable 40. En algunas realizaciones, la capa de protección 48 puede incluir alambres neutros concéntricos individuales enrollados longitudinal y/o helicoidalmente alrededor de la capa semiconductora 46 a lo largo de la longitud del cable 40 y alrededor de un eje central del cable que corresponde al centro longitudinal del conductor eléctrico principal 42, por ejemplo.
El conductor eléctrico principal 42 puede estar formado de cualquier material eléctricamente conductor adecuado, tal como cobre (sólido o trenzado).
La capa de aislamiento polimérica 44 puede estar formada de cualquier material eléctricamente aislante adecuado, tal como polietileno reticulado (XLPE) o EPR.
La capa semiconductora 46 puede estar formada de cualquier material semiconductor adecuado, tal como negro de carbón con silicona. En algunas realizaciones, la capa semiconductora tiene un espesor en el intervalo de aproximadamente 0,76 a 1,78 mm (0,030 a 0,070 pulgadas), sin embargo, tales realizaciones no son limitativas.
La capa de protección 48 puede estar formada de cualquier material adecuado, tal como cobre.
La camisa 50 puede estar formada de cualquier material adecuado, tal como caucho de EPDM o PVC.
De acuerdo con algunas realizaciones, el cable 40 es un cable de transmisión de energía de media o alta tensión (p. ej., superior a aproximadamente 40 kV). De acuerdo con algunas realizaciones, el cable 40 tiene un tamaño (diámetro exterior) en el intervalo de aproximadamente 15 a 127 mm (0,6 a 5 pulgadas).
La funda de cubierta 110 es una cubierta retráctil en frío, lo que significa que puede retractilarse o retraerse alrededor del sustrato o sustratos sin que sea necesario aplicar calor.
La funda de cubierta 110 incluye una funda o capa exterior eléctricamente aislante 120. El centro longitudinal del conductor eléctrico principal 42 puede formar un eje longitudinal que puede ser común a un eje longitudinal de la funda de cubierta 110 cuando se instala en el cable eléctrico 40.
La funda de cubierta 110 tiene unas superficies interior y exterior opuestas 114 y 116, así como extremos opuestos 110A, 110B. La funda de cubierta 110 es tubular y define un conducto pasante conductor que se extiende axialmente 112C y que se comunica con las aberturas de extremo opuestas 112A, 112B. En algunas realizaciones, la funda de cubierta 110 puede incluir aletas integrales 142.
La capa eléctricamente aislante 120 forma la superficie exterior 116 y tiene la superficie interior opuesta 114. La capa eléctricamente aislante 120 es tubular y puede definir un conducto pasante conductor que se extiende axialmente y que se comunica con las aberturas de extremo opuestas 112A, 112B.
La capa eléctricamente aislante 120 puede estar formada de cualquier material elásticamente expandible, dieléctrico o eléctricamente aislante adecuado. De acuerdo con algunas realizaciones, la capa eléctricamente aislante 120 tiene un Módulo al 100 por ciento de elongación (M100) en el intervalo de aproximadamente 0,13 a 0,80 MPa. De acuerdo con algunas realizaciones, la capa eléctricamente aislante 120 está formada de un material elastomérico. De acuerdo con algunas realizaciones, la capa eléctricamente aislante 120 está formada de caucho de monómero de etileno propileno dieno (EPDM), caucho de silicona líquida (LSR), caucho de etileno propileno (EPR), neopreno, caucho de silicona u otro caucho adecuado.
Adicionalmente, la funda de cubierta 110 tiene múltiples capas e incluye múltiples tipos de elementos de control de estrés que pueden suavizar el cambio abrupto en el campo eléctrico que puede causar estrés eléctrico en el borde terminal 46A de la capa semiconductora 46 del cable. Tal estrés eléctrico, si no se aborda mediante un elemento de control de estrés, puede provocar la rotura del aislamiento del cable 40.
Un primer tipo de elemento de control de estrés incluye un elemento de alivio de estrés geométrico tal como, por ejemplo, un cono de estrés 130. En algunas realizaciones, un cono de estrés puede incluir una capa o cono 130 de elemento de estrés integral eléctricamente conductor (p. ej., semiconductor). En algunas realizaciones, las capas 120 y 130 están así formadas de materiales eléctrica y funcionalmente diferentes.
El cono de estrés 130 puede ser una capa que es una funda generalmente tubular que se extiende axialmente de tal manera que la superficie interior 132 del cono de estrés 130 define un conducto pasante conductor que se extiende axialmente que define, en parte, el conducto 112C.
El cono de estrés 130 puede estar formado de un material adecuado, elásticamente expandible y eléctricamente conductor. De acuerdo con algunas realizaciones, el cono de estrés 130 está formado de un material que tiene un Módulo al 100 por ciento de elongación (M100) en el intervalo de aproximadamente 0,15 a 0,90 MPa. De acuerdo con algunas realizaciones, el cono de estrés 130 está formado de un material elastomérico. De acuerdo con algunas realizaciones, el cono de estrés 130 está formado de caucho de silicona líquida (LSR), caucho de EPDM o caucho de etileno propileno (EPR). El material elastomérico puede incluir un material de relleno eléctricamente conductor tal como negro de carbón, por ejemplo.
Un segundo tipo de elemento de control de estrés es un elemento de alivio de estrés capacitivo que tiene la forma de un tubo de alta K 150 que también se denomina capa de alta K 150. El tubo de alta K 150 incluye un material de alta K tal como caucho de EPDM. Algunas realizaciones prevén que el tubo de alta K tenga una constante dieléctrica mayor que aproximadamente 12. La longitud del tubo de alta K 150 puede estar determinada por la constante dieléctrica del tubo. Como se ilustra, el tubo de alta K 150 está unido a una superficie interior de la capa eléctricamente aislante 120. Adicionalmente, el cono de estrés 130 puede estar unido a una superficie interior del tubo de alta K 150 y/o incrustado y/o integrado en el tubo de alta K 150. De esta manera, el cono de estrés 130 y el tubo de alta K 150 pueden estar formados integralmente en la funda de cubierta 110 para proporcionar una estructura unitaria que incluye múltiples capas que incluyen múltiples tipos de elementos de control de estrés. Los elementos de control de estrés (p. ej., cono de estrés y tubo de alta K) pueden tener formas diferentes a las ilustradas en la Figura 1.
Cuando la funda de cubierta 110 está correctamente instalada en el cable 40, el elemento de control de estrés 130 y el tubo de alta K 150 combinados sirven para estrechar las líneas de campo eléctrico obligándolas a seguir el contorno del cono de estrés 130 y para reducir la concentración de las líneas de campo en el borde del terminal 46A.
La funda de cubierta 110 se puede formar mediante cualquier método y aparato adecuados. De acuerdo con algunas realizaciones, el cono de estrés 130 está moldeado y la capa de alta K 150 se moldea alrededor del cono de estrés 130. La capa eléctricamente aislante 120 puede moldearse entonces alrededor de la capa de alta K 150 y el cono de estrés 130. De esta manera, se puede formar una funda de cubierta unitaria elastomérica, retráctil en frío, de múltiples capas, que incluye dos tipos de elementos de alivio de estrés. Como se describe e ilustra, el primer tipo de elemento de alivio de estrés está dispuesto radialmente entre el cable 40 y el segundo tipo de elemento de alivio de estrés.
Aunque no se ilustra o describe en el presente documento, también se pueden incluir y/o implementar otros componentes cuando se ponen en práctica realizaciones del presente documento, que incluyen selladores, cintas, abrazaderas, correas, miembros de retención y/o dispositivos de colocación según sea necesario.
A continuación, se hace referencia a la Figura 2, que es una vista lateral esquemática de la sección transversal de una unidad de cubierta que incluye múltiples tipos de elementos de control de estrés fijados a un cable incluidos como información de referencia. En la Figura 2, los números de referencia que son los mismos que los de la Figura 1 denotan los mismos elementos y, por tanto, se puede omitir su descripción detallada.
Un sistema de cubierta 102 incluye una funda de cubierta 110 que incluye múltiples elementos de control de estrés y/o tipos de los mismos. Similar al sistema de cubierta 101 ilustrado en la Figura 1, la funda de cubierta 110 es una cubierta de múltiples capas que incluye el cono de estrés 130, el tubo de alta K 150 y la capa eléctricamente aislante 120. En contraste con el sistema de cubierta 101 ilustrado en la Figura 1, la funda de cubierta 110 de la Figura 2 prevé que el cono de estrés 130 pueda unirse a una superficie interior de la capa eléctricamente aislante 120. Adicionalmente, la capa eléctricamente aislante 120 puede estar unida a una superficie exterior del tubo de alta K 150 y/o incrustada y/o integrada en el tubo de alta K 150. De esta manera, el cono de estrés 130 y el tubo de alta K 150 pueden estar formados integralmente en la funda de cubierta 110 para proporcionar una estructura unitaria que incluye múltiples capas que incluyen múltiples tipos de elementos de control de estrés.
El tubo de alta K 150 se puede formar de modo que esté en una parte de una superficie interior del cono de estrés 130. El tubo de alta K 150 puede incluir una superficie interior que tiene una parte que hace contacto con una parte de la capa semiconductora 46 y el cono de estrés 130 puede incluir una superficie interior que tiene una parte que hace contacto con otra parte de la capa semiconductora 46.
El sistema de cubierta 102 puede utilizarse para formar un conjunto de cable protegido que incluye un cable terminado (o empalmado) 40, una terminación o conector 17 y la funda de cubierta 110. El sistema de cubierta 102 o una parte del mismo se proporciona como una funda de cubierta unitaria, elastomérica, tubular, retráctil en frío que define un conducto pasante de funda de cubierta que está configurado para recibir el cable eléctrico 40. La funda de cubierta 110 puede ser un dispositivo de múltiples capas que incluye un primer tipo de elemento de control de estrés y un segundo tipo de elemento de control de estrés que es diferente del primer tipo de elemento de control de estrés.
A continuación, se hace referencia a la Figura 3, que es una vista lateral esquemática en sección transversal de una unidad de cubierta previamente expandida que incluye múltiples tipos de elementos de control de estrés y un retenedor colocado en un cable de acuerdo con algunas realizaciones de la invención. En la Figura 3, los números de referencia que son los mismos que los de las Figuras 1 y 2 denotan los mismos elementos y, por tanto, se puede omitir su descripción detallada. En algunas realizaciones y como se ilustra en la Figura 3, se puede proporcionar la funda de cubierta 110 como una unidad de cubierta previamente expandida. En tales realizaciones, además de los elementos descritos anteriormente con respecto a las Figuras 1 y 2, el sistema de cubierta 103 incluye un retenedor 140 que está configurado para retener la funda de cubierta 110 en una posición expandida.
En algunas realizaciones, la funda de cubierta 110 está montada en el retenedor 140 en un estado o posición expandida. Algunas realizaciones prevén que el retenedor 140 sea un tubo rígido desintegrable o plegable. De acuerdo con algunas realizaciones, el retenedor 140 es lo que comúnmente se denomina retenedor o núcleo en espiral. Algunas realizaciones prevén que el retenedor 140 sea un núcleo no espiral que puede ser extraíble y/o retráctil.
El retenedor 140 puede incluir un miembro o cuerpo tubular cilíndrico. El retenedor 140 puede incluir un conducto u orificio pasante 142C que se comunica con las aberturas de extremo opuestas del mismo. En algunas realizaciones, el retenedor 140 incluye una cinta o tira flexible, continua que se enrolla helicoidalmente para formar una serie de segmentos de tira en bucle. Los segmentos se pueden unir de manera liberable o separable a los respectivos segmentos adyacentes a lo largo de sus bordes para formar o constituir de ese modo el cuerpo del retenedor en forma de un cilindro tubular rígido. Entre los ejemplos de retenedores adecuados se pueden incluir retenedores como los que se divulgan en la Patente de EE. UU. n.° 5.925.427 de Sadlo etal,, la patente de EE. UU. n.° 5.944.929 de Vallauri et al, y la patente de EE. UU. n.° 5.670.223 de Sadlo et al,
El retenedor 140 puede estar formado de cualquier material adecuado. De acuerdo con algunas realizaciones, el retenedor 140 está formado de un material polimérico semirrígido. De acuerdo con algunas realizaciones, el retenedor 140 está formado de polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), polipropileno, ABS o PVC.
Cuando se monta en el retenedor 140, la funda de cubierta 110 se mantiene en un estado o posición radialmente expandida elásticamente. De acuerdo con algunas realizaciones, en el estado expandido, la funda de cubierta 110 está expandida en el intervalo de aproximadamente 200 a 400 por ciento de su diámetro relajado (es decir, no sobre un sustrato). Como resultado, la funda de cubierta 110 de la unidad previamente expandida 102 ejercerá una presión o carga de compresión radial sobre el retenedor 140.
Cuando el retenedor 140 se retira (se desenreda), la funda de cubierta 110 se retractila hacia el cable 40. El diámetro interior relajado de la funda de cubierta 110 es menor que al menos el diámetro exterior de la camisa 50 y el diámetro exterior de la capa semiconductora 46. Por lo tanto, la funda de cubierta 110 ejerce una fuerza persistente de compresión o sujeción radial hacia adentro (debido a la tensión elástica) sobre el cable 40. La funda de cubierta 110 puede efectuar de ese modo un sello hermético a los líquidos en la interfaz entre el cable 40 y la funda de cubierta 110. Este sello puede proteger el cable y la conexión de la entrada de humedad ambiental. De acuerdo con algunas realizaciones, el diámetro interno relajado de la funda de cubierta 110 es entre un 20 y un 40 por ciento menor que el cable de menor diámetro sobre el que se pretende instalar la funda de cubierta 110.
Si bien se ilustra que incluye una disposición de múltiples capas similar a la comentada anteriormente con respecto a la Figura 1, la disposición de múltiples capas, como se ilustra en la Figura 2 y se ha descrito anteriormente, se puede utilizar en realizaciones correspondientes a la Figura 3.
Lo anterior es ilustrativo de la presente invención y no debe interpretarse como una limitación de la misma. Aunque se han descrito algunas realizaciones ilustrativas de esta invención, los expertos en la materia apreciarán fácilmente que son posibles muchas modificaciones en las realizaciones ilustrativas sin apartarse materialmente de las enseñanzas y ventajas de la presente invención. En consecuencia, se pretende que todas estas modificaciones queden incluidas dentro del alcance de esta invención, como se define en las reivindicaciones. La invención está definida por las siguientes reivindicaciones, estando los equivalentes de las reivindicaciones incluidos en las mismas.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo de unidad de cubierta (101) para una terminación de un cable eléctrico (40), comprendiendo el dispositivo: una funda de cubierta unitaria, elastomérica, tubular, retráctil en frío (110) que define un conducto pasante de funda de cubierta (112C) que está configurado para recibir el cable eléctrico, comprendiendo la funda de cubierta: un primer tipo de elemento de control de estrés (130) que comprende un elemento de alivio de estrés geométrico (130) y en donde el elemento de alivio de estrés geométrico comprende un cono de estrés (130) que incluye una parte eléctricamente conductora y/o semiconductora que está configurada para acoplarse de manera conductora a una capa semiconductora (46) del cable eléctrico (40), y
una capa exterior eléctricamente aislante (120),
caracterizado por
un segundo tipo de elemento de control de estrés (150) que es diferente del primer tipo de elemento de control de estrés y que está dispuesto radialmente alrededor del primer tipo de elemento de control de estrés, en donde el segundo tipo de elemento de control de estrés es una capa de alta K (150) y está configurado para acoplarse de manera conductora a la capa semiconductora (46) del cable eléctrico (40) cuando se instala en el mismo y en donde el segundo tipo de elemento de control de estrés (150) está unido a la superficie interior de la capa exterior eléctricamente aislante (120).
2. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el segundo tipo de elemento de control de estrés comprende un elemento de alivio de estrés de alta constante dieléctrica (150).
3. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa de alta K (150) comprende partículas de carbono incrustadas en la misma.
4. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende un retenedor (140) que mantiene la funda de cubierta (110) en un estado expandido en el que la funda de cubierta está elásticamente expandida y cuando se retira, permite que la funda de cubierta se contraiga radialmente a un estado contraído alrededor del cable eléctrico (40),
en donde el retenedor (140) es un retenedor extraíble que está montado dentro del conducto pasante de funda de cubierta (112C) y configurado para retirarse del mismo.
5. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa eléctricamente aislante (120) comprende un material elastomérico que incluye al menos uno de caucho de monómero de etileno propileno dieno (EPDM), silicona, caucho de poliuretano, copolímero de estireno-butadieno, policloropreno, caucho de nitrilo, caucho de butilo y/o caucho de polisulfuro.
6. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el primer tipo de elemento de control de estrés (130) está unido o forma parte integral del segundo tipo de elemento de control de estrés (150) en donde el primer tipo de elemento de control de estrés y el segundo tipo de elemento de control de estrés están formados integralmente en la funda de cubierta (110) para proporcionar una estructura unitaria que incluye múltiples capas que incluyen múltiples tipos de elementos de control de estrés.
7. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa exterior eléctricamente aislante (120) está dispuesta radialmente alrededor del segundo tipo de elemento de control de estrés (150).
8. Un método para instalar una funda de cubierta (110) en un cable eléctrico (40), comprendiendo el método las operaciones de:
proporcionar:
una funda de cubierta unitaria, elastomérica, tubular, retráctil en frío (110) que define un conducto pasante de funda de cubierta (112C) que está configurado para recibir el cable eléctrico, comprendiendo la funda de cubierta:
un primer tipo de elemento de control de estrés (130) que comprende un elemento de alivio de estrés geométrico (130) y en donde el elemento de alivio de estrés geométrico comprende un cono de estrés (130) que incluye una parte eléctricamente conductora y/o semiconductora que está configurada para acoplarse de manera conductora a una capa semiconductora (46) del cable eléctrico (40),
un segundo tipo de elemento de control de estrés (150) que es diferente del primer tipo de elemento de control de estrés y que está dispuesto radialmente alrededor del primer tipo de elemento de control de estrés, en donde el segundo tipo de elemento de control de estrés es una capa de alta K (150) y está configurado para acoplarse de manera conductora a la capa semiconductora (46) del cable eléctrico (40) cuando se instala en el mismo, y una capa exterior eléctricamente aislante (120), estando el segundo tipo de elemento de control de estrés (150) unido a la capa exterior eléctricamente aislante (120);
y
un retenedor (140) que mantiene la funda de cubierta (110) en un estado expandido en el que la funda de cubierta está elásticamente expandida y cuando se retira, permite que la funda de cubierta se contraiga radialmente a un estado contraído alrededor del cable eléctrico (40);
colocar el retenedor (140) y la funda de cubierta (110) alrededor del cable eléctrico (40); y
retirar el retenedor (140) de la funda de cubierta (110) para hacer que la funda de cubierta se contraiga radialmente sobre el cable eléctrico (40).
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