ITMI940239A1 - Terminale per cavo elettrico - Google Patents

Description

TERMINALE PER CAVO ELETTRICO

La presente invenzione si riferisce ad un terminale per cavo elettrico, in particolare ad un terminale per un cavo elettrico a media o alta tensione, per esterno, cioè adatto per l'uso all'aperto, esposto all'aria e ad eventuali agenti inquinanti.

Per media o alta tensione, ai fini della presente descrizione si intendono in generale tensioni in un campo da 10 kV fino a 245 kV, o più.

Sono noti terminali per esterno, ad esempio per collegare un cavo ad una linea elettrica aerea, comprendenti usualmente un involucro isolante provvisto di mezzi di collegamento ad un traliccio di supporto, al cui interno trova alloggiamento la porzione terminale di un cavo, privata del suo strato esterno di schermo e provvista di un elemento di controllo di campo, il cui conduttore si estende fino all'estremità dell'involucro isolante, per essere posto in collegamento con la linea aerea.

Secondo una tecnica nota, l'involucro isolante è costituito da un elemento in porcellana, a cui è affidato il compito di garantire l'isolamento tra la porzione terminale del conduttore del cavo, in tensione, e la struttura di supporto del terminale, collegata a terra, con estensione superficiale sufficiente a limitare il passaggio di corrente lungo la superficie esterna del terminale.

Come è noto, un cavo elettrico, del tipo ad isolante estruso, comprende principalmente un conduttore centrale, ad esempio costituito da una corda metallica, in rame o simili, rivestito da uno strato semiconduttivo, uno strato isolante, uno schermo, elettricamente collegato a terra, una guaina di protezione.

All'ingresso nel terminale il cavo è privato della guaina e dello schermo e sono usati elementi di controllo di campo per limitare i gradienti di campo elettrico in corrispondenza all'interruzione dello schermo stesso.

Per elementi di controllo di campo, in sé noti, si intende un corpo conduttivo opportunamente raggiato, detto usualmente elettrodo o deflettore, comunemente realizzato in materiale elastomerico semiconduttivo, inglobato in un corpo in materiale isolante, il tutto dimensionato per mantenere entro limiti accettabili il gradiente di campo elettrico, oppure un materiale avente permettività e conducibilità variabile in funzione del gradiente elettrico, ovvero ancora un sistema a condensatori.

In una forma di realizzazione nota da "New Prefabricated Accessories for 64-154 KV Crosslinked Polyethylene Cables" (Underground Transmission and Distribution Conference, 1974, pagg. 224-232), un terminale per esterno comprende, in particolare, una piastra di base, cui è vincolata la base di un corpo alettato in porcellana, alla cui estremità superiore è collegato, attraverso adatti mezzi di supporto e connessione, il conduttore del cavo; un elettrodo di terra ed un cono di controllo di campo, in materiale elastomerico, è forzato sulla superficie dell isolamento del cavo entro un cilindro in resina epossidica, in corrispondenza al suo ingresso nel corpo alettato, mentre lo spazio libero all'interno del corpo alettato è riempito di olio isolante.

Tale olio isolante all'interno dell'involucro di porcellana ha lo scopo di eliminare l'aria, soggetta ad un possibile fenomeno di ionizzazione dove il campo elettrico è più elevato, con conseguente compromissione dell’integrità del terminale.

Tale terminale è montato in posizione verticale, con vincolo alla sua base ad una struttura di supporto.

Sono altresì noti terminali per cavi elettrici con isolante solido, ad esempio da "IEE Power Cables and Accessories 10 kV - 180 kV", Londra Novembre 1986, pagg. 238-241, in cui lo schermo semi-conduttivo di un cavo è rimosso per un certo tratto a partire dall'estremità del cavo; l'estremità dello schermo è coperta da una vernice conduttiva che si estende per un tratto dell'isolante del cavo su cui sono applicati tubi termoretraibili a controllo di campo, ad impedenza controllata. Detti tubi e la porzione scoperta dell'isolante del cavo sono quindi coperte da un tubo termoretraibile di materiale resistente all'ambiente esterno, inglobando un profilo isolante collocato in corrispondenza dell'estremità troncata dello schermo del cavo; più alette anulari termoretraibili sono quindi calzate sopra il tubo.

Tale terminale, essendo privo di elementi rigidi, in grado di supportare sollecitazioni meccaniche in senso trasversale all'asse del conduttore, è sospeso, attraverso un isolatore, ad un telaio.

Un terminale di tipo cosiddetto "sintetico", dotato di mezzi di connessione superiori, atto cioè ad un montaggio di tipo "sospeso", è inoltre descritto in CIGRE' 1992, 21-201, con titolo "Synthetic Terminations for High Voltage Cables - Assessment of Service Life"; detta pubblicazione indica che un terminale di tipo "sintetico" risulta, tra l'altro, privo di rischi di esplosione o incendio in caso di scariche interne rispetto a terminali tradizionali in porcellana che contengono il fluido isolante.

E' ulteriormente noto il brevetto US 4.757-1591 che descrive un terminale che comprende una porzione di cavo, con isolante scoperto, su cui è disposta una struttura multistrato di materiale isolante ad alta permettività, un materiale semiconduttore a coefficiente non lineare.

Per materiale isolante ad alta permettività si intende un materiale con costante dielettrica relativa all'aria superiore a circa 10.

Per tutta la lunghezza della porzione scoperta di isolante ed oltre l'estremità del nucleo conduttore del cavo si estende una armatura comprendente più aste rigide di resina epossidica rinforzata con fibre di vetro unidirezionali ed un tubo esterno di supporto e protezione. In questa soluzione, per impedire la presenza di sacche d'aria, si prevede di inserire un materiale riempitivo secco deformabile, in particolare un mastice, per riempire completamente tutti gli spazi liberi fra le aste, il tubo esterno e gli strati ad alta permittività. Le estremità delle aste e del tubo sono delimitate da due piastre isolanti provviste di apposite aperture di entrata e di uscita per il passaggio del cavo nel terminale.

Nella descrizione del brevetto si afferma che le aste di rinforzo in combinazione con le piastre isolanti conferiscono grande rigidità al terminale nonché resistenza a compressione, trazione e ai momenti flettenti.

Attorno a questa armatura e a contatto con la superficie esterna del tubo si applicano più piatti conici; sia il tubo sia i piatti sono in elastomero.

I teminali per esterno secondo la tecnica nota posseggono quindi o una struttura flessionalmente rigida, come per nel caso di un elemento in porcellana 0 del complesso secondo il brevetto US 4.757.159, (sebbene nel caso di quest'ultimo la rigidità flessionale ottenibile sia di fatto limitata, essendo garantita da aste sostanzialmente indipendenti tra loro e di dimensioni limitate per motivi di ingombro), al cui interno è alloggiata l'estremità del cavo, fino a far sporgere il conduttore dello stesso all'estremità superiore, ovvero una struttura flessibile, calzata elasticamente sulla porzione di estremità del cavo.

Nel primo caso si rende necessario l'impiego di un riempitivo tra cavo e corpo del terminale, costituito da olio o da un particolare mastice, che deve essere applicato sul campo e può fuoruscire compromettendo l'integrità del terminale; nel secondo caso, la mancata rigidità flessionale del terminale impone il montaggio in configurazione sospesa, richiedendo una più complessa struttura di supporto e l'interposizione di un isolatore.

Sono altresì noti terminali per interno, cioè adatti per l'impiego in ambiente chiuso, la cui superficie esterna è prevista per operare in contatto con un gas o un olio dielettrico, come ad esempio illustrato in "Power Cables and Accessories 10 kV-500 kV", 23-25 Novembre 1993. pag. 275. e in cui non è previsto alcun fluido isolante tra isolatore ed elemento a controllo di campo; quest'ultimo è vantaggiosamente realizzato mediante un manicotto elastomerico.

Tale terminale risulta particolarmente vantaggioso per l'applicazione, ma non si presta all'impiego all'esterno, in quanto, in presenza di aria ed eventualmente di agenti inquinanti depositati sulla superficie, non può offrire un sufficiente isolamento tra l'estremità scoperta, sotto tensione, e la zona collegata a terra, a causa della ridotta lunghezza da esso posseduta.

Infatti, la lunghezza dell'isolatore non può essere prescelta liberamente, essendo legata a quella del manicotto a controllo di campo, che dovendo esercitare una pressione radiale su cavo ed isolatore per effetto della spinta assiale applicata al suo estremo, deve presentare una lunghezza contenuta e correlata al suo diametro esterno. Tale pressione radiale è dovuta, tra l'altro, alla conicità della superficie interna dell'isolatore e all'attrito esercitato tra questo ed il manicotto; per superfici più lunghe di 350 400 mm, con manicotti di diametro esterno di 200 300 mm, l'attrito esercitato tra le superfici a contatto di manicotto, cavo ed isolatore sarebbe tale da non garantire una sufficiente pressione alle interfacce, particolarmente durante i cicli termici del cavo, con carichi di spinta assiale sostenibili senza danni dai materiali elastomerici impiegati.

Un quadro riepilogativo delle soluzioni note per la realizzazione di terminali, sia per esterno, sia per interno, è inoltre riportato in CIGRE WG21-06, 15 Ottobre 19931 "Types of Accessories for HV Extruded Cables", in particolare da pag. 18 a pag. 3^

La Richiedente ha trovato, che per garantire una effettiva struttura autoportante con adeguata resistenza a flessione per terminali di cavi, in particolare per medie 0 alte tensioni, in assenza di materiali fluidi o deformabili di riempimento, è possibile far ricorso ad una soluzione basata sul fatto di affidare il compito di struttura autoportante ad un elemento rigido conduttivo, distinto dal cavo elettrico, a cui si sostituisce fino alla connessione con la linea aerea.

In accordo con la presente invenzione si prevede quindi di interrompere il cavo all'interno del terminale e di sostituire la parte di cavo fino al collegamento con il conduttore aereo con un elemento conduttivo rigido, dotato di un rivestimento di gomma alettato, poggiante sulla struttura di supporto attraverso un basamento isolante.

In particolare l'invenzione concerne un terminale per un cavo elettrico avente un conduttore, un isolante ed uno schermo, il quale terminale, in configurazione ad asse verticale, comprende:

una estremità inferiore di ingresso di detto cavo elettrico nel terminale, comprendente mezzi di collegamento elettrico a terra dello schermo del cavo,

mezzi isolanti a controllo di campo,

un codolo conduttore scoperto all'estremità superiore del terminale, in collegamento elettrico con detto conduttore del cavo,

un rivestimento esterno isolante alettato in materiale elastomerico,

caratterizzato dal fatto che comprende:

un elemento conduttivo separato, meccanicamente rigido, interposto tra detto conduttore del cavo e detto codolo ed in collegamento elettrico con entrambi,

un corpo di base, in materiale isolante, all'interno del quale sono alloggiati detti mezzi isolanti a controllo di campo e portante alla sommità mezzi di collegamento elettrico e meccanico a detto elemento conduttivo separato e a detto conduttore del cavo, detto corpo di base essendo dotato di mezzi di vincolo meccanico ad una struttura di sostegno al suolo,

un rivestimento isolante alettato, in materiale elastomerico, sopra detto elemento conduttivo separato,

in cui il cavo elettrico si estende entro il terminale fino ad un'altezza predeterminata dall'estremità inferiore di ingresso, determinante un campo elettrico alla superficie esterna del corpo di base compatibile con la rigidità dielettrica dell'aria e detto elemento conduttivo separato possiede estensione in lunghezza che. in unione con quella del corpo di base, determina una linea di fuga tale da garantire la tenuta alle scariche superficiali nelle condizioni ambientali di impiego previste.

Preferibilmente, detta altezza predeterminata del cavo entro il terminale corrisponde ad un campo elettrico alla superficie esterna del corpo di base non superiore a 2,5 kV/mm.

Più preferibilmente detta altezza predeterminata corrisponde ad un campo elettrico alla superficie del corpo di base non superiore a 2 kV/mm.

In una forma preferita di realizzazione detto elemento conduttivo rigido comprende un elemento tubolare metallico ed un blocco connettore ad esso solidale, avente mezzi di vincolo meccanico a detto corpo di base e mezzi di collegamento elettrico a detto conduttore del cavo.

Preferibilmente detto elemento tubolare metallico è in rame.

In una forma di realizzazione preferita il terminale comprende mezzi di protezione della superficie laterale esterna del corpo di base, elettricamente isolanti e resistenti alla traccia superficiale ( "tracking"); preferibilmente detti mezzi di protezione comprendono un rivestimento in materiale elastomerico, solidale oppure contiguo ed adiacente a detto rivestimento isolante alettato.

Nel caso in cui il rivestimento in materiale elastomerico è contiguo ed adiacente al rivestimento isolante alettato, preferibilmente un manicotto isolante calzato con interferenza elastica riveste parzialmente detto rivestimento in materiale elastomerico e detto rivestimento isolante alettato.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un terminale per cavo elettrico secondo la presente invenzione.

Tale descrizione verrà fatta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti al solo scopo indicativo e pertanto non limitativo, nei quali:

la figura 1 mostra una vista d'assieme di un terminale secondo 1'invenzione;

la figura 2 mostra il terminale di figura 1 in sezione longitudinale.

Come mostra la figura 1, un terminale 1 collega un cavo elettrico 2 ad alta tensione ad un conduttore aereo 3-Nell'esempio il cavo è del tipo ad isolante estruso e trova impiego nel campo delle alte tensioni fino a 170 kV.

Sebbene nel seguito il terminale secondo l'invenzione sia specificamente descritto in combinazione con un cavo ad isolante estruso, esso trova anche vantaggiosa applicazione per cavi ad isolante stratificato, impregnati di olio o miscela isolante, grazie ai vantaggi che esso presenta, grazie alla rilevante riduzione della quantità di olio isolante all'interno del terminale da esso consentita, che limita il rischio di esplosione in caso di corto circuito interno rispetto ai tradizionali terminali in porcellana. Il terminale comprende, a partire da un estremo inferiore di ingresso verso l'estremo superiore, un corpo di base 4, dotato di una porzione di base flangiata 4a, vincolata ad un traliccio di supporto 5 mediante mezzi a vite 5a o simili, un bocchettone metallico 6, in rame nell'esempio descritto, al cui interno passa il cavo elettrico entrante nel terminale, un codolo conduttore 7 sporgente dall'estremo superiore del terminale, cui si collega il conduttore aereo 3* attraverso un relativo morsetto 8 o simili, ed un corpo alettato 9· Il codolo 7 è in collegamento elettrico con il conduttore del cavo, come descritto nel seguito. ;Il corpo di base 4 ed il corpo alettato 9 possiedono caratteristiche tali da garantire l'isolamento tra il codolo 7. sotto tensione, ed il traliccio 5. collegato elettricamente a terra. ;Il cavo 2, come è mostrato in figura 2, in corrispondenza del terminale è privato della sua guaina esterna 10, scoprendo la sua guaina interna 11, ad esempio in piombo, nel caso che si desideri garantire l'impermeabilità del cavo, oppure realizzata con fili 0 lamine di rame o simili, nel caso che l'isolante possa operare in presenza di umidità; sotto la guaina 11 interna 11 è presente uno strato elastomerica semiconduttivo 12, a sua volta scoperto per un tratto. ;Lo strato semiconduttivo 12 costituisce lo schermo del cavo, destinato a contenere il campo elettrico al suo interno. ;Il bocchettone 6, collegato alla guaina interna 11 attraverso una saldatura 6a, garantisce l'impermeabilità tra corpo di base 4 e cavo, quando richiesta, e realizza la messa a terra dello schermo e della guaina del cavo, attraverso un cavo di terra, non illustrato, collegato ad un occhiello 6b 0 simili. ;Oltre la troncatura dello strato semiconduttivo di schermo del cavo si estende una porzione scoperta di isolante 13 , dalla quale sporge il conduttore elettrico 14, ad esempio costituito da una corda di rame. Come illustrato nella sezione di figura 2, il cavo 2 entra nel corpo del terminale e si interrompe al suo interno; il collegamento elettrico tra il conduttore 13 del cavo ed il codolo 7 è realizzato attraverso un elemento conduttivo rigido 15. dotato di un rivestimento aderente in gomma 16, opportunamente alettato, il tutto facente parte del corpo alettato 9-L'elemento conduttivo rigido, preferibilmente in rame, può avere diverse forme geometriche, in particolare piene o cave, ed è preferibilmente tubolare, come rappresentato in figura 2. ;Il materiale con cui è realizzato il rivestimento 16 è un materiale elastomerico isolante resistente all'ambiente esterno, in grado di non manifestare, nelle condizioni di impiego previste, il fenomeno del "tracking", o traccia superficiale. ;Per "tracking" si intende, come definito nella norma IEC 1109 del 1992, una degradazione irreversibile della superficie del materiale isolante, con formazione di percorsi conduttivi anche in condizioni asciutte. ;Un materiale adatto allo scopo può essere, ad esempio, una mescola a base di EPR (elastomero a base di copolimero etilene-propilene, o terpolimero a base di etilene-propilene-diene), oppure gomma siliconica. ;In corrispondenza dell'estremità di troncatura dello strato semiconduttivo 12 del cavo 2 è disposto un manicotto prestampato elastico 17, comprendente un deflettore di campo 17a, in materiale elastomerico semiconduttivo, ad esempio EPR resa conduttiva mediante una carica di nerofumo, ed un un elemento isolante 18, in materiale elastomerico isolante, ad esempio in EPR priva di cariche conduttive, il tutto mantenuto serrato entro il corpo 4 mediante un elemento pressore 191 precaricato da molle 20, serrate da un collare 21 vincolato al corpo 4. ;Il corpo 4 è realizzato in materiale isolante, come ad esempio resina epossidica, eventualmente caricata con fibre ad alta resistenza, polvere di silice 0 simili materiali, atti a conferire resistenza e stabilità dimensionale, ed è internamente cavo, formando una sede conica che si accoppia con la superficie esterna dell'elemento isolante 18, con pressione di contatto determinata dal precarico applicato dalle molle 20. ;All'estremità scoperta del conduttore 14 del cavo è collegato, mediante deformazione plastica, saldatura o simili, un capocorda 22, che possiede mezzi a baionetta 23 o simili attraverso i quali esso viene vincolato meccanicamente ad una bussola 24, elettricamente conduttiva, inglobata all’estremità superiore del corpo di base 4 e ad esso rigidamente solidale. ;Intorno al capocorda 22 è posto un anello di riempimento 22a meccanicamente resistente, atto a fornire una superficie di battuta all'estremità troncata dell'isolante del cavo, per evitare la sua deformazione plastica sotto la spinta radiale del manicotto. ;L'anello di riempimento 22a è esternamente schermato elettricamente dalla bussola 24 che lo circonda, e pertanto esso può essere realizzato sia in materiale plastico isolante, come resina poliammidica o simili, oppure in materiale metallico, conduttivo, non essendo ad esso attribuite particolari funzioni elettriche. ;La bussola 24 si estende con la sua porzione inferiore 24a, con estremità opportunamente raggiata, fino in corrispondenza dell'estremità superiore dell'elemento isolante 18 del manicotto 17, schermando la sua estremità; un connettore metallico 25, ad esempio in rame, è vincolato meccanicamente alla estremità superiore della bussola 24, attraverso mezzi a vite 25a o simili, ed è elettricamente collegato, attraverso rispettivi contatti 26, al capocorda 22. ;Al connettore 25 è a sua volta vincolato meccanicamente e collegato elettricamente l'elemento conduttivo rigido 15, che, superiormente, si collega elettricamente e meccanicamente al codolo 7* detti collegamenti elettrico e meccanico tra connettore 25 ed elemento 15 possono ad esempio essere realizzati, come indicato in figura, mediante filettatura o saldatura o mezzi equivalenti.

Convenientemente al codolo 7 è collegato inoltre uno schermo superiore 26, opportunamente dimensionato, per evitare scariche per "effetto corona" in corrispondenza a porzioni di conduttore ad elevata curvatura.

Preferibilmente, il rivestimento aderente in gomma 16 del corpo alettato 9 si prolunga, come illustrato nella porzione sinistra di figura 2, fino a rivestire parzialmente o totalmente il corpo di base 4, mediante la sua porzione inferiore 27.

Tale prolungamento può essere realizzato sia in un sol pezzo, stampando la porzione 27 insieme al rivestimento 16 e calzando in modo forzato la porzione 27 stessa sopra il corpo di base 4, sia realizzando separatamente la porzione 27, solidale al corpo 4, e collegandola al rivestimento 16 mediante vulcanizzazione.

In una ulteriore forma alternativa, come schematicamente illustrato nella parte destra di figura 2, il collegamento tra la porzione 27 ed il rivestimento 16, può essere realizzato mediante un manicotto elastico 28, calzato per interferenza a sormontare la zona di giunzione.

Il manicotto 28, a tal fine, può essere realizzato in materiale elastomerico, come EPR o gomma siliconica, di adeguate caratteristiche elettriche di isolamento e di resistenza al "tracking", e meccaniche per garantire una sufficiente pressione di contatto sui lembi del rivestimento 16 e del prolungamento 27-Un elettrodo 29, in materiale elastomerico conduttivo, è convenientemente presente nel manicotto 28 in corrispondenza alla giunzione tra la bussola 24 ed il connettore 25 ed in contatto elettrico con essi, per schermare eventuali zone a forte curvatura di tali elementi, possibile sede di incrementi locali di campo elettrico. Simili provvedimenti, se necessario, possono essere previsti nel caso di collegamento vulcanizzato o di rivestimento in un sol pezzo.

A titolo di esempio, un terminale avente la configurazione sopra indicata, per tensioni fino a 170 kV, aveva un corpo 4 di circa 500 mm di lunghezza ed un elemento 9 di circa 1500 min di lunghezza, realizzando una linea di fuga, tra codolo e traliccio di supporto, di circa 58ΟΟ mm; tale terminale, montato in posizione verticale e sottoposto ad una forza orizzontale di 250 kg, applicata al codolo 7. ha mostrato una freccia di inflessione laterale di circa 10 mm; tale valore rientra nei limiti elastici dei materiali del terminale ed è pertanto in accordo con quanto prescritto dalla norma IEC 137 del 1984 (clausole 7. 28).

La freccia di inflessione rilevata, inoltre, è tale da non influire in modo significativo sulla distanza di rispetto di montaggio del terminale, che per l'esempio illustrato è dell’ordine di circa 1,5 m. Il terminale sopra descritto opera nel modo seguente.

Come è noto, un cavo elettrico, comprendente un conduttore, un isolante ed uno schermo coassialmente disposti, è sede di un campo elettrico tra il conduttore sotto tensione ed il suo schermo, collegato a terra, confinato all'interno dell'isolante; in corrispondenza al terminale tale campo deve passare dalla configurazione confinata all'interno del cavo ad una configurazione non confinata, tipica di un conduttore scoperto e tale transizione deve avvenire in modo da evitare il manifestarsi di elevati valori locali di campo, causa di scariche.

In particolare, in corrispondenza all'interruzione dello schermo, cioè della troncatura dello strato semiconduttivo, il campo elettrico assumerebbe valori elevatissimi, a causa della grande curvatura in tale zona, insostenibili dai materiali impiegati, in assenza di opportuni accorgimenti.

Il deflettore di campo 17a ha pertanto lo scopo di consentire che il campo elettrico si distribuisca nell'elemento isolante 18 ed entro il corpo 4 {ed eventualmente nel suo rivestimento) in modo da avere sia all'interno dei vari materiali, sia alla superficie esterna di quest'ultimo, in contatto con l'aria, un valore di campo elettrico compatibile con la rigidità dielettrica dei materiali stessi e dell'aria; indicativamente, un valore accettabile di campo elettrico in aria è inferiore a 2,5 kV/mm e preferibilmente inferiore a 2 kV/mm. Il buon comportamento elettrico del manicotto 17 nel suo complesso, per i fini sopra indicati, richiede che le superfici di interfaccia tra isolante del cavo 13 e manicotto 17 e tra manicotto 17 e corpo 4 siano prive di aria ed in compressione relativa, e permangano tali nel tempo, anche in presenza di escursioni termiche; le caratteristiche di tali manicotti sono note nell'arte, come in precedenza indicata, e non sono ulteriormente descritte.

In alternativa, in particolare per tensioni inferiori o uguali a 60 kV, il manicotto 17 può essere realizzato con un materiale a resistività variabile con la tensione, ben noti nel settore.

Il collegamento elettrico tra il codolo 7 ed il conduttore 14 del cavo è realizzato attraverso l'elemento conduttivo rigido 15. il connettore 25, i contatti 26 ed il capocorda 22.

Il complesso costituito dal corpo di base 4, dal manicotto elastico 17 e dagli elementi ad esso associati, fino al connettore 25. costituisce una unità terminale, globalmente indicata con 30 nelle figure, che può essere dimensionata in lunghezza e diametro in modo da essere in grado di realizzare una efficace ripartizione del campo elettrico fino a valori accettabili al contatto con l'aria; tale unità, tuttavia, non possiede una lunghezza sufficiente a fornire un percorso superficiale adeguato a limitare la corrente verso terra ai valori comunemente accettabili, dell'ordine di qualche mA.

E’ infatti necessario che tra il codolo sotto tensione ed il telaio di supporto 5. collegato a terra, sia realizzata una linea di fuga sufficiente a garantire la tenuta alle scariche superficiali nelle condizioni ambientali previste di impiego, tenendo in conto la tensione di lavoro, le condizioni di salinità dell'aria, l'inquinamento esistente e cosi via.

Le condizioni per la determinazione di tale linea di fuga sono specificate, ad esempio, nella pubblicazione 815 del 1986 della "International Electrotechnical Commission", dal titolo "Guide for thè selection of insulators in respect of polluted conditions".

Terminali aventi configurazione simile a quella dell'unità terminale 30, infatti, sono impiegati solo in ambiente segregato, in presenza di olio dielettrico o di un gas dielettrico, con rigidità dielettrica 5 ÷ 10 volte maggiore di quella dell'aria, come descritto in "Power Cables and Accessories 10 kV-500 kV", 23-25 Novembre 1993. pag. 275. in precedenza citato, mentre non risultano impiegabili in aria alle tensioni di impiego previste per il terminale secondo la presente invenzione.

Secondo l'invenzione, quindi, all'unità terminale di base 30 è associato il corpo alettato 9. che è esteso in lunghezza fino al desiderato valore di percorso superficiale, adatto alle condizioni ambientali di impiego previste.

Attraverso il corpo alettato 9. ed in particolare l'elemento conduttivo rigido 15 in esso incorporato, inoltre, si realizza il collegamento elettrico tra codolo e conduttore del cavo.

L'elemento conduttivo rigido 15, inoltre, può essere dimensionato per presentare le caratteristiche desiderate di rigidità meccanica, adatte all'impiego in configurazione autoportante.

Ciò è facilitato dal fatto che tale elemento 15 è un elemento elettricamente conduttivo: esso può pertanto essere realizzato in materiale metallico, di agevole dimensionamento meccanico grazie alle elevate caratteristiche meccaniche di tali materiali, come modulo elastico, carico di rottura e simili.

La conformazione tubolare dell'elemento 15 nell'esempio illustrato, inoltre, risulta particolarmente adatta a realizzare un elevato momento di inerzia della sezione resistente, così da contenere la flessione del teminale in presenza di forze trasversali.

Il complesso del terminale sopra descritto si presta quindi ad una messa in opera in assenza di specifiche operazioni da eseguire sul campo, come riempimento con olio, gas o altri materiali riempitivi, e non presenta problemi di deterioramento nel tempo, come perdita di olio, gas o degradazione del materiale riempitivo, o pericoli di esplosione, pur offrendo le migliori caratteristiche meccaniche, che lo rendono adatto all'impiego in configurazione eretta autoportante. La struttura secondo l'invenzione, inoltre, si presta ad essere provata in fabbrica su un cavo campione, per evidenziare l'eventuale presenza di difetti intrinseci, e quindi smontata per 1'impiego nella collocazione di destinazione.

Secondo l'invenzione, si è scelto di interrompere in conduttore del cavo alla base del terminale, affidando il compito di realizzare il collegamento elettrico con il capocorda collegato alla linea aerea ad un elemento separato ed indipendente.

Tale scelta prevede di separare le funzioni di organo di contenimento del campo elettrico all'estremità del conduttore del cavo (elemento 30) e di organo distanziale tra conduttore scoperto (codolo 7) e traliccio portante, atto ad evitare scariche superficiali, affidando inoltre a tale organo distanziale il compito di realizzare il collegamento elettrico tra conduttore del cavo e conduttore scoperto, evitando quindi di condurre il conduttore del cavo fino in prossimità della sua giunzione al conduttore aereo scoperto.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1) Terminale per un cavo elettrico (2) avente un conduttore (14), un isolante (13) ed uno schermo (11)· il quale terminale, in configurazione ad asse verticale, comprende: una estremità inferiore di ingresso di detto cavo elettrico nel terminale, comprendente mezzi (6b) di collegamento elettrico a terra dello schermo del cavo, mezzi isolanti a controllo di campo (17). un codolo conduttore scoperto (7) all'estremità superiore del terminale, in collegamento elettrico con detto conduttore del cavo, un rivestimento esterno isolante alettato in materiale elastomerico (16, 27), caratterizzato dal fatto che comprende: un elemento conduttivo separato (15). meccanicamente rigido, interposto tra detto conduttore del cavo e detto codolo ed in collegamento elettrico con entrambi, un corpo di base (4), in materiale isolante, all'interno del quale sono alloggiati detti mezzi isolanti a controllo di campo (17) e portante alla sommità mezzi di collegamento elettrico e meccanico (24) a detto elemento conduttivo separato e a detto conduttore del cavo, detto corpo di base essendo dotato di mezzi di vincolo meccanico ad una struttura di sostegno al suolo (5), un rivestimento isolante alettato (16), in materiale elastomerico, sopra detto elemento conduttivo separato, in cui il cavo elettrico si estende entro il terminale fino ad un'altezza predeterminata dall'estremità inferiore di ingresso, determinante un campo elettrico alla superficie esterna del corpo di base compatibile con la rigidità dielettrica dell'aria e detto elemento conduttivo separato possiede estensione in lunghezza che, in unione con quella del corpo di base, determina una linea di fuga tale da garantire la tenuta alle scariche superficiali nelle condizioni ambientali di impiego previste.
2. 2) Terminale secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta altezza predeterminata del cavo entro il terminale corrisponde ad un campo elettrico alla superficie esterna del corpo di base non superiore a 2,5 kV/mra.
3. 3) Terminale secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detta altezza predeterminata corrisponde ad un campo elettrico alla superficie del corpo di base non superiore a 2 kV/mm. 4} Terminale secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto elemento conduttivo rigido comprende un elemento tubolare metallico (15) ed un blocco connettore (25) ad esso solidale, avente mezzi di vincolo meccanico a detto corpo di base (4) e mezzi di collegamento elettrico (26) a detto conduttore del cavo. 5) Terminale secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto elemento tubolare metallico è in rame. 6) Terminale secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di protezione della superficie laterale esterna del corpo di base, elettricamente isolanti e resistenti alla traccia superficiale ("tracking"). 7) Terminale secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di protezione comprendono un rivestimento in materiale elastomerico. 8) Terminale secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che detto rivestimento in materiale elastomerico è solidale a detto rivestimento isolante alettato. 9) Terminale secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che detto rivestimento in materiale elastomerico è contiguo ed adiacente a detto rivestimento isolante alettato. 10) Terminale secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che un manicotto isolante calzato con interferenza elastica riveste parzialmente detto rivestimento in materiale elastomerico e detto rivestimento isolante alettato.