MX2010007470A - Un limitador de corriente de perdida. - Google Patents

Abstract

Un limitador de corriente de pérdida (FLC) incluye una serie de postes de alta permeabilidad (1) para definir colectivamente un núcleo para el FLC. Una bobina CD (2) , para propósitos de saturar una porción de los postes de alta permeabilidad (1) , rodea la estructura completa fuera de un alojamiento en forma de un recipiente (3) . El recipiente (3) contienen un medio de asilamiento dieléctrico (4) . Las bobinas CA (5) , para transportar la CA, se enrollan sobre plantillas de devanado de aislamiento (6) y se interconectan eléctricamente entre sí de tal manera que los sentidos del campo magnético producido por cada bobina CA (5) en el núcleo de alta permeabilidad correspondiente, son opuestos. Existen barreras de aislamiento (7) entre las fases para mejorar las propiedades no disruptivas del dieléctrico del medio dieléctrico.

Description

UN LIMITADOR DE CORRIENTE DE PÉRDIDA Campo de la Invención La presente invención se refiere a un limitador de corriente de pérdida. La invención se ha desarrollado principalmente para un limitador de corriente de pérdida de núcleo saturado de alto voltaje y se describirá con referencia a esa aplicación. Sin embargo, la invención no se limita a ese campo de uso particular y también es adecuada para limitadores de corriente de pérdida de bajo voltaje, de voltaje medio, de extra alto voltaje y de ultra alto voltaje. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se conocen los limitadores de corriente de pérdida de núcleo saturado (FCLs). Ejemplos de dispositivos de limitador de corriente de pérdida superconductores incluyen: La Patente de E.U. 7193825 de Darmann et al. La Patente de E.U. 6809910 de Yuan et al. La Patente de E.U. 7193825 de Boenig. La Publicación de Solicitud de Patente de E.U. Número 2002/0018327 de Walker et al. Los limitadores de corriente de pérdida descritos son para utilizarse con dispositivos de bobina de cobre de tipo aislamiento seco y, en términos prácticos, son adecuados solamente para FCLs saturados con corriente continua que emplean aire como el medio principal de aislamiento. Es decir, el principal medio de aislamiento estático entre las bobinas de fase CA en un FCL polifásico y entre las bobinas CA y el núcleo de acero, la bobina CD, el criostato y la estructura principal, se proporciona por una distancia adecuada en el aire. Esto limita sustancialmente el FCL a tecnologías de aislamiento de "tipo seco". Tecnologías de tipo seco, se refiere normalmente a aquellas técnicas de construcción de transformadores que emplean bobinas de cobre eléctricamente aisladas, pero solamente aire estático normal y materiales de barrera de aislamiento sólido aislados como el balance del medio de aislamiento. En general, el aire forma la mayor parte del material de aislamiento eléctrico entre el lado de alto voltaje y los componentes a tierra del FCL. Estos componentes a tierra incluyen la estructura de acero y la caja. La utilización del aislamiento tipo seco limita el FCL a rangos de menor voltaje de voltajes de línea CA de hasta aproximadamente 39 kV. Los transformadores y los reactores de tipo seco se encuentran comercialmente disponibles solo hasta niveles de voltaje de aproximadamente 39 kV. Como resultado, la tecnología actualmente demostrada para FCLs saturados CD no es adecuada para su extensión en versiones de alto voltaje. Los diseños de tipo seco dan como resultado una incapacidad para diseñar una estructura compacta prácticamente dimensionada que utilice aire como medio de aislamiento cuando se manejan voltajes más altos. Uno de los principales mercados emergentes para FCLs es el rango de voltaje medio a alto (33 kV a 166 kV) y de voltaje extra alto (166 kV a 750 kV) . Cuando se opera dentro de estos rangos de voltaje, no son prácticas la técnica y las descripciones en la literatura actualmente descritas de FCLs saturados CD. La razón principal se debe a las consideraciones de diseño de voltaje estático, por ejemplo, la falla del medio de aislamiento de aire entre las bobinas de cobre de alto voltaje y el criostato o núcleo de acero o bobina CD. Frecuentemente es necesario que las bobinas de fase de alto voltaje, a voltajes de medio a alto (mayores que 39 kV) , se sumerjan en uno de: ß un gas aislante (tal como SF6, nitrógeno o lo similar) . ß un vacio (más de 10~3 mbar) . ß un liquido tal como un aceite de silicona sintético, aceite vegetal u otros aceites aislantes comúnmente disponibles utilizados en la tecnología de transformadores y reactores de voltaje medio, de alto voltaje y de extra alto voltaje. Cuando un dispositivo de alto voltaje se sumerge en tal medio aislante, ese medio se refiere frecuentemente como el "medio de aislamiento volumétrico" o el "dieléctrico". Típicamente, el dieléctrico tendrá una capacitancia relativa del orden de aproximadamente 2 a 4, excepto por el vacio que tiene una capacitancia relativa igual a 1. Este llamado medio de aislamiento dieléctrico tiene propiedades de resistencia a la falla electrostática que son muy superiores a las del aire atmosférico si se emplean juiciosamente limitando la máxima distancia entre las barreras de aislamiento sólidas y optimizando la distancia dieléctrica llenada con respecto a las propiedades de falla del dieléctrico liquido o gaseoso particular. Los gases y líquidos aislantes volumétricos comúnmente disponibles tienen típicamente una resistencia a la falla del orden de 10 a 20 kV/mm, pero se emplean comúnmente de tal manera que la carga promedio del campo eléctrico no exceda aproximadamente de 6 a 10 kV/mm. Este margen de seguridad para el valor de carga de falla se requiere debido a que, incluso si la carga promedio del campo electrostático es de 6 a 10 kV/mm, la carga pico del campo electrostático a lo largo de cualquier línea isostática del campo eléctrico puede ser de 2 a 3 veces el promedio debido a diversos efectos de intensificación del campo electrostático. En general, existen cinco principales requerimientos deseables de un líquido o gas dieléctrico para los requerimientos de aislamiento volumétrico de alto voltaje en plantas alojadas tales como transformadores y reactores y en limitadores de corriente de pérdida: • El dieléctrico debe mostrar una resistencia especifica muy alta. • Las pérdidas de dieléctrico deben ser muy bajas. • El liquido debe ser capaz de alojar aisladores sólidos sin degradar ese aislamiento sólido (por ejemplo, aislamiento de espira a espira en bobinados o epoxia) . • La resistencia a la falla eléctrica debe ser alta.

• El medio debe ser capaz de remover las pérdidas de energía térmica. Aún no se encuentran comúnmente disponibles técnicas de aislamiento sólido a voltajes de medio a alto (es decir, a voltajes de operación mayores que 39 kV) para dispositivos alojados tales como transformadores, reactores y limitadores de corriente de pérdida. La desventaja de las técnicas de aislamiento sólido es la presencia de inevitables vacíos dentro del volumen del aislamiento sólido o entre las superficies de materiales disímiles tal como entre el aislamiento de bobina y otros materiales de aislamiento sólido. Es muy sabido que los vacíos en el aislamiento sólido con altos voltajes producen una alta carga eléctrica dentro del vacío debido al efecto de intensificación del campo. Esto ocasiona la falla física del material circundante debido a las descargas parciales y, eventualmente, puede conducir al arrastre y a la falla completa del dispositivo. Se reconocerá que el limitador de corriente de pérdida saturado con CD que emplea una sola o múltiples bobinas CD para saturar el núcleo de acero, tales como las descritas en la técnica anterior previamente mencionada, posee problemas fundamentales cuando las bobinas de fase CA de cobre ya no pueden ser de una construcción de "tipo seco" o cuando el medio principal de aislamiento del dispositivo completo es el aire. Un problema significativo en tales dispositivos es la presencia del criostato de acero para enfriar la bobina HTS CD y la bobina HTS CD en si. El criostato y la bobina y los núcleos de acero se encuentran esencialmente a una tensión de tierra con respecto a las bobinas de fase CA. Como un problema colateral, pero uno que mejora los requerimientos de aislamiento para todas las plantas y equipos de alto voltaje, el diseño de aislamiento básico debe también cumplir con ciertos estándares de ingeniería eléctrica que prueban la tolerancia a varios tipos de sobrevoltaj es e impulsos de encendido durante períodos de tiempo predeterminados. Un ejemplo, en Australia, de tales estándares es lo siguiente: ° AS2374 Parte 3. Pruebas de niveles de aislamiento y dieléctricos que incluyen las pruebas de frecuencia de energía (PF) e impulso de encendido (LI) del transformador completo. • AS2374 Parte 3.1. Pruebas de niveles de aislamiento y dieléctricos - Vacíos externos en el aire . • AS2374 Parte 5. Capacidad para soportar cortocircuitos . Estos estándares no forman una lista exhaustiva de los estándares que debe cumplir el equipo eléctrico de alto voltaje. Se reconoce que cada país tiene sus propios estándares que cubren estas mismas áreas de diseño y la referencia al estándar de un país individual no excluye necesariamente ningún estándar de otro país. Idealmente, un dispositivo se construye para cumplir con estándares de múltiples países. La adherencia a estos estándares da como resultado un BIL (nivel básico de aislamiento) para el dispositivo o un "DIL" (nivel de diseño de aislamiento) , el cual es comúnmente un múltiplo del voltaje básico de la línea CA. Por ejemplo, un transformador de voltaje medio de 66 kV u otro dispositivo alojado tal como un FCL, puede tener un BIL de 220 kV. El requerimiento para cumplir con este estándar da como resultado un diseño de voltaje estático que es más difícil de cumplir, prácticamente que sólo a partir de una consideración del voltaje de la línea CA. Los estándares aplicables y este requerimiento han resultado del hecho de que una instalación eléctrica práctica experimenta sobrevolta es temporales que pueden experimentar las plantas y los dispositivos dentro de una compleja red, por ejemplo, sobrevoltaj es de descarga eléctrica y sobrevoltajes de desconexión. De aquí que, todo el equipo en una red eléctrica tenga un BIL o DIL apropiado para los voltajes transitorios esperados en el peor de los casos . Una consideración inicial del problema del diseño estático para limitadores de corriente de pérdida de alto voltaje saturados CD puede dar como resultado la conclusión de que el problema se resuelve fácilmente solo alojando las bobinas de cobre CA de alto voltaje en un gas o liquido aislante eléctrico adecuado. Sin embargo, el problema con esta técnica es que el núcleo de acero debe pasar a través del contenedor que contiene el gas o liquido. Mecánicamente, es difícil resolver el diseño de esta interfaz para un servicio de largo plazo. Sin embargo, de manera más importante, electrostáticamente la solución al problema de la interfaz es mucho más compleja y cualquier solución puede ser propensa a fallas o prueba ser no económica. El problema es que debe desarrollarse un sello entre el recipiente que contiene el fluido dieléctrico y el núcleo de alta permeabilidad o, alternativamente, un método para aislar el criostato HTS del fluido. Otra posibilidad es el uso de barreras de alto voltaje sólidas secas entre las fases y entre las fases y el núcleo de acero y el criostato o una capa de aislamiento de alto voltaje alrededor de las bobinas de fase de cobre y en intimo contacto con las bobinas de fase. Sin embargo, esto tiene un efecto secundario dañino significativo. Se sabe que el campo eléctrico estático en una combinación de aire y otros materiales con más alta capacitancia relativa, siempre da como resultado un campo eléctrico intensificado en el material o fluido con menor capacitancia (es decir, el aire) . Por ejemplo, considérese un cilindro de cobre conductivo con una capa de aislamiento normal para representar el aislamiento de espira a espira, de acuerdo con la ecuación 1.

Ecuación 1 en donde Um = voltaje de fase CA con respecto a tierra R = radio de un cilindro de cobre que incluye aislamiento externo [mm] r = radio de un cilindro de cobre sin aislar [mm] d = distancia desde el centro del cilindro hasta el plano en tierra más cercano [mm] E2 = constante dieléctrica relativa del aislamiento que cubre el cilindro • Ei = constante dieléctrica relativa del aislamiento volumétrico en donde se sumerge el cilindro (que es igual a 1 para el aire) • x = distancia desde el centro del cilindro hasta un punto fuera del cilindro [mm] • Ex = gradiente del campo electrostático en el punto x [kV/mm] El efecto de intensificación del campo se representa mediante el factor E2/E1 y es del orden de 2 a 4 para materiales comunes cotidianos, excepto en caso de emplear un vacio, el cual tiene una capacitancia relativa igual a 1. Al proporcionar un material adicional de aislamiento sólido u otro (de más alta capacitancia eléctrica que el aire) , se incrementa la carga electrostática en el aislamiento de aire volumétrico del FCL. Entre mejor sea la calidad del aislamiento de alto voltaje, será más alto el efecto de intensificación del campo. Por tanto, las barreras de aislamiento sólido dieléctrico en un FCL, de otra manera, aislado por aire, no es una opción técnicamente deseable para FCLs de alto voltaje a más de 39 kV y, realmente, no se prevé que esta técnica se emplee para producir transformadores de alto voltaje de tipo seco a más de 39 kV, por ejemplo. De hecho, no se han descubierto hasta ahora técnicas altamente adecuadas y esta es la razón por la cual los transformadores de alto voltaje por arriba de 39 kV se aislan con un liquido o gas dieléctrico. Lo tratado anteriormente es la razón por la cual el equipo eléctrico de alto voltaje alojado frecuentemente se sumerge completamente en fluido o gas dieléctrico eléctricamente aislante. Es decir, las bobinas de cobre aisladas y el núcleo de acero de transformadores y reactores, se alojan dentro de un contenedor que después se llena completamente con un medio dieléctrico que es un fluido. Esto reduce sustancialmente los problemas de diseño de voltaje electrostático detallados en lo tratado anteriormente. El medio aislante (por ejemplo aceite, vacio o SF6) llena todos los vacíos y las distancias volumétricas entre los componentes de alto voltaje y los componentes que se encuentran esencialmente a una tensión de tierra o neutra. En este caso, pueden incorporarse barreras de aislamiento sólido en el dieléctrico aislante volumétrico y, para muchos líquidos tales como aceite, la división de grandes distancias con aislamiento sólido mejora la calidad del aislamiento electrostático total incrementando la resistencia del campo de falla del fluido dieléctrico. Esto se debe a que la capacitancia relativa del aceite y el aislamiento sólido se encuentran muy cercanos entre sí (de manera que los efectos de intensificación del campo disminuyen en comparación con el aire) y el voltaje de falla del medio dieléctrico volumétrico (expresado en kV/mm) mejora para distancias más pequeñas entre las barreras de aislamiento. Un problema principal con la técnica de inmersión total es que no es fácilmente adaptable a diseños de FCL saturados CD u otros dispositivos que incorporan una bobina superconductora como el elemento de saturación CD. Esto se debe a que la bobina superconductora y su criostato o recipiente de vacio son un componente del FCL que, necesariamente, también debe sumergirse en el fluido dieléctrico. La literatura incorporada establecida apunta claramente a cuatro criterios principales para un FCL que pueda comercializarse, que sea posible y que pueda fabricarse : • Debe tener una impedancia de baja inserción de manera que sea invisible a la red cuando no existen pérdidas y cuando proporciona un flujo de energía pico . • No debe producir más del 0.5% del THD que amerita de armónicos (distorsión armónica total) o que requiere el usuario final. • Debe proporcionar un corte adecuado de la corriente de pérdida, entre 20 y 80 %. • El diseño debe poder aumentarse a altos voltajes CA (mayores que 6 kV) y a alta corriente alterna (mayor que 0.6 kA) . Los diseños clásicos del FCL de núcleo saturable detallados en la técnica anterior, sufren de las desventajas mayores de no ser adecuados para diseños de alto voltaje y de alta corriente alterna. Ambas desventajas se originan de la carencia de un refrigerante (diferente al aire) y/o de un dieléctrico liquido o gaseoso. Incluso si se emplea un dieléctrico liquido o gaseoso en el diseño clásico del FCL saturable, se requiere aún un aumento significativo para permitir el acceso al criorrefrigerante, al criostato y a los accesorios del criostato. Además, tienen que producirse y probarse sellos especiales para aislar los conductos de alimentación del criostato (energía eléctrica, señales eléctricas) del dieléctrico . En diseños de alta corriente alterna, el área de cobre en sección transversal requerida para conducir la corriente eléctrica requerida es mucho mayor al considerar solamente un diseño enfriado por aire. No es inusual que esta área en sección transversal sea hasta cinco veces mayor, esto puede hacer que las dimensiones de la bobina CA sean demasiado grandes para acomodarse en la mínima dimensión del yugo del bastidor del núcleo, requiriendo un yugo más grande para mantener el espacio electrostático. Esto incrementa la pisada y la masa del FCL clásico enfriado por aire/saturable aislado por aire. Todo lo tratado de la técnica anterior a lo largo de toda la especificación no debe considerarse en modo alguno como una admisión de que tal técnica anterior se conoce ampliamente o de que forma parte del conocimiento general común en el campo. Sumario de la Invención Un objetivo de las modalidades preferidas de esta invención es mejorar una o más de las desventajas antes mencionadas o proporcionar una alternativa útil. Otro objetivo de las modalidades preferidas de la invención, es superar una o más de las desventajas antes mencionadas invirtiendo las ubicaciones relativas convencionales de las bobinas CA y CD con un FCL. Estas modalidades permiten que la estructura completa se sumerja en un dieléctrico. De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un limitador de corriente de pérdida de alto voltaje que incluye un núcleo magnéticamente saturable y al menos una bobina de fase CA enrollada alrededor de una porción de dicho núcleo saturable, en donde dicho núcleo magnéticamente saturable y dicha al menos una bobina de fase CA se encuentran alojados dentro de un alojamiento y una bobina de polarización se encuentra dispuesta fuera y alrededor de dicho alojamiento que, durante las condiciones de operación sin pérdida de dicho limitador de corriente, polariza dicho núcleo en saturación magnética para una impedancia de inserción sin pérdida en bajo estado estacionario, pero durante las condiciones de pérdida, extrae dicho núcleo de la saturación magnética para proporcionar asi una impedancia de limitación de corriente incrementada en dicho circuito eléctrico. En una modalidad, el núcleo de alta permeabilidad se selecciona de uno o más de un material de laminación de acero; un acero dulce; u otras formas de acero magnético, materiales de ferrita o un material ferromagnético para transformador . En una modalidad, el núcleo se encuentra en forma de un arreglo rectangular de poste de núcleo con bobinas de fase CA enrolladas, cada una, en los postes de núcleo respectivos y eléctricamente interconectadas de tal manera que los sentidos de los campos magnéticos producidos por las bobinas CA sean opuestos. En una modalidad, el limitador de corriente de pérdida incluye un recipiente que rodea las bobinas CA para contener un medio de aislamiento dieléctrico y un medio refrigerante para dichas bobinas CA. En una modalidad, la bobina CD es un superconductor y, más preferentemente, un superconductor de alta temperatura alojado en un criostato y enfriado por un criorrefrigerante .

En una modalidad, la bobina de polarización CD coincide con un coaxial con las bobinas de fase CA, de manera que dicha porción del núcleo saturable se encuentra completamente saturada. En una modalidad, el núcleo magnéticamente saturable y las bobinas CA se encuentran sumergidos en un dieléctrico que se encuentra en forma de un sólido, liquido o gas y que incluye aire en cualquier atmósfera incluyendo vacio . En una modalidad, los postes del núcleo son rectangulares en sección transversal y de sección transversal constante a lo largo de las extensiones de los mismos. En una modalidad, el núcleo magnéticamente saturable se construye de un material de laminación de acero; un acero dulce; u otras formas de acero magnético, materiales de ferrita o un material ferromagnético para transformador. En una modalidad, los postes del núcleo se encuentran inclinados hacia los extremos de los mismos, con lo cual, durante la operación sin pérdidas del limitador de corriente, sustancial ente todo dicho núcleo se satura. De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un limitador de corriente de pérdida que incluye : una terminal de entrada para conectarse eléctricamente a una fuente de energía que proporciona una corriente de carga; una terminal de salida para conectarse eléctricamente con un circuito de carga que arrastra la corriente de carga; un núcleo magnéticamente saturable; una bobina CA enrollada alrededor de una porción longitudinal del núcleo para transportar la corriente de carga entre la terminal de entrada y la terminal de salida; y al menos una bobina CD para inducir un campo magnético al menos en una porción del núcleo y que se extiende alrededor de una zona longitudinal intermedia que recibe el núcleo y la bobina CA, en donde el campo polariza magnéticamente al núcleo de tal manera que la bobina CA se mueve desde un estado de baja impedancia a un estado de alta impedancia en respuesta a una o más características de la corriente de carga. En una modalidad, en el estado de baja impedancia, la porción se satura magnéticamente. En una modalidad, en el estado de baja impedancia, el núcleo se encuentra magnéticamente saturado longitudinalmente más allá de la porción. En una modalidad, en el estado de alta impedancia, la porción se encuentra fuera de la saturación magnética. En una modalidad, en el estado de baja impedancia, la impedancia de la bobina CA es sustancialmente igual a la impedancia teórica del núcleo de aire de la bobina CA. En una modalidad, una de las una o más características es un incremento de la corriente de carga más allá de un valor de corriente predeterminado. En una modalidad: el núcleo incluye una pluralidad de postes; la porción longitudinal se encuentra segmentada entre los postes; y la bobina CA incluye una pluralidad de segmentos de bobina que se encuentran enrollados alrededor de los postes respectivos . En una modalidad, los postes son paralelos. En una modalidad, los postes se extienden longitudinalmente . En una modalidad, cada poste tiene una sección transversal sustancialmente uniforme. En una modalidad, los postes tienen cortes transversales sustancialmente iguales. En una modalidad, la sección transversal de los postes tiene al menos un eje de simetría. En una modalidad, los cortes transversales de los postes son simétricos. En una modalidad, los postes se co-extienden sustancialmente dentro de la zona intermedia. En una modalidad, los postes se encuentran separados uno del otro. En una modalidad, los postes se extienden longitudinalmente más allá de las bobinas CD. En una modalidad, los segmentos de bobina se coextienden sustancialmente longitudinalmente en la zona intermedia . En una modalidad, la bobina CA se extiende longitudinalmente más allá de las bobinas CD. En una modalidad, cada poste se extiende longitudinalmente más allá de la bobina CA respectiva. En una modalidad, la corriente de carga incluye tres fases y el limitador de corriente de pérdida incluye tres pares de terminales de entrada y terminales de salida para las fases respectivas. En una modalidad, el limitador de corriente de pérdida incluye seis postes dispuestos en tres pares, en donde cada par de postes se encuentra asociado con un par respectivo de terminales de entrada y salida para transportar la fase correspondiente de la corriente de carga. En una modalidad, los postes, en cada par de postes, se encuentran fijos entre si. En una modalidad, cada poste incluye extremos longitudinales y al menos un extremo de cada poste se encuentra fijo a un extremo adyacente del otro poste en el mismo par.

En una modalidad, ambos extremos de cada uno de los postes se encuentran fijos a los extremos adyacentes respectivos del otro poste en el mismo par. En una modalidad, los postes se encuentran fijos magnéticamente y físicamente mediante un material de alta permeabilidad. En una modalidad, los postes, en cada par, se encuentran adyacentes entre sí e incluyen superficies opuestas separadas. En una modalidad, las superficies opuestas son sustancialmente planas. En una modalidad, las superficies opuestas se encuentran sustancialmente paralelas. En una modalidad, las superficies opuestas son sustancialmente co-extensivas . En una modalidad, el limitador de corriente de pérdida incluye un alojamiento para definir la zona intermedia . En una modalidad, el alojamiento contiene un material dieléctrico. En una modalidad, la bobina CA se recibe dentro del dieléctrico . En una modalidad, las bobinas CD incluyen un material de alta conductividad. En una modalidad, el material de alta conductividad se selecciona de: cobre; aluminio; un material superconductivo de alta temperatura; un material superconductivo de baja temperatura. De acuerdo con un tercer aspecto de la invención se proporciona un método para limitar la corriente que incluye las etapas de: proporcionar una terminal de entrada para conectarse eléctricamente a una fuente de energía que proporciona una corriente de carga; proporcionar una terminal de salida para conectarse eléctricamente a un circuito de carga que arrastra la corriente de carga; proporcionar un núcleo magnéticamente saturable; bobinar una bobina CA alrededor de una porción longitudinal del núcleo para transportar la corriente de carga entre la terminal de entrada y la terminal de salida; e inducir un campo magnético al menos en una porción del núcleo con al menos una bobina CD, en donde la bobina CD se extiende alrededor de una zona intermedia longitudinal que recibe al núcleo y a la bobina CA y, en donde el campo polariza magnéticamente al núcleo de tal manera que la bobina CA se mueve desde un estado de baja impedancia hasta un estado de alta impedancia en respuesta a una o más características de la corriente de carga. De acuerdo con un cuarto aspecto de la invención, se proporciona un limitador de corriente de pérdida que incluye : una terminal de entrada para conectarse eléctricamente a una fuente de energía que proporciona una corriente de carga; una terminal de salida para conectarse eléctricamente con un circuito de carga que arrastra la corriente de carga; un núcleo magnéticamente saturable; una bobina CA enrollada alrededor de una porción longitudinal del núcleo, para transportar la corriente de carga entre la terminal de entrada y la terminal de salida; y al menos una bobina CD que se encuentra en una disposición de núcleo abierto con la bobina CA para inducir un campo magnético al menos en una porción del núcleo, extendiéndose la bobina CD alrededor de una zona longitudinal intermedia que recibe al núcleo y a la bobina CA, en donde el campo polariza magnéticamente el núcleo de tal manera que la bobina CA se mueve desde un estado de baja impedancia hasta un estado de alta impedancia en respuesta a una o más características de la corriente de carga. De acuerdo con un quinto aspecto de la invención se proporciona un método para limitar la corriente utilizando un limitador de corriente de pérdida, incluyendo el método: conectar eléctricamente una fuente de energía a una terminal de entrada para proporcionar una corriente de carga; conectar eléctricamente un circuito de carga a una terminal de salida para arrastrar la corriente de carga; proporcionar un núcleo magnéticamente saturable; proporcionar una bobina CA enrollada alrededor de una porción longitudinal del núcleo para transportar la corriente de carga entre la terminal de entrada y la terminal de salida; y proporcionar al menos una bobina CD que se encuentra en una disposición de núcleo abierto con la bobina CA para inducir un campo magnético al menos en una porción del núcleo, extendiéndose la bobina CD alrededor de una zona longitudinal intermedia que recibe al núcleo y a la bobina CA, en donde el campo polariza magnéticamente el núcleo de tal manera que la bobina CA se mueve desde un estado de baja impedancia hasta un estado de alta impedancia en respuesta a una o más características de la corriente de carga. De acuerdo con un sexto aspecto de la invención, se proporciona un limitador de corriente de pérdida que incluye: tres terminales de entrada para conectar eléctricamente las respectivas fases de una fuente de energía trifásica que proporciona una corriente de carga trifásica; tres terminales de salida que se conectan eléctricamente con las respectivas fases de un circuito de carga que arrastra la corriente de carga; un núcleo magnéticamente saturable que tiene tres pares de postes, teniendo cada poste una porción longitudinal; tres bobinas CA enrolladas alrededor de las porciones de los respectivos pares de postes para transportar la corriente de carga entre las terminales de entrada y las terminales de salida; y al menos una bobina CD para inducir un campo magnético al menos en las porciones y que se extiende alrededor de una zona intermedia longitudinal que recibe los postes y las bobinas CA, en donde el campo polariza magnéticamente al núcleo de tal manera que la bobina CA se mueve desde un estado de baja impedancia hasta un estado de alta impedancia en respuesta a una o más características de la corriente de carga. En una modalidad, cada bobina CA incluye dos segmentos de bobina que se encuentran bobinados cada uno alrededor de las respectivas porciones de los postes en el par de postes. De acuerdo con un séptimo aspecto de la invención se proporciona un método para limitar la corriente utilizando un limitador de corriente de pérdida, incluyendo el método las etapas de: conectar eléctricamente a las respectivas fases de una fuente de energía trifásica, tres terminales de entrada para proporcionar una corriente de carga trifásica; conectar eléctricamente con las respectivas fases de un circuito de carga, tres terminales de salida para arrastrar la corriente de carga; proporcionar un núcleo magnéticamente saturable que tiene tres pares de postes, teniendo cada poste una porción longitudinal; proporcionar tres bobinas CA enrolladas alrededor de las porciones de los respectivos pares de postes para transportar la corriente de carga entre las terminales de entrada y las terminales de salida; y proporcionar al menos una bobina CD para inducir un campo magnético al menos en las porciones y que se extiende alrededor de una zona intermedia longitudinal que recibe los postes y las bobinas CA, en donde el campo polariza magnéticamente al núcleo de tal manera que la bobina CA se mueve desde un estado de baja impedancia hasta un estado de alta impedancia en respuesta a una o más características de la corriente de carga. De acuerdo con un octavo aspecto de la invención, se proporciona un núcleo para un limitador de corriente de pérdida, incluyendo el núcleo al menos un poste que se extiende longitudinalmente que tiene al menos dos porciones que son magnéticamente saturables y que, en uno, se reciben dentro de los respectivos segmentos de bobina de una bobina CA que, a su vez, se recibe dentro de una bobina CD. En una modalidad, las porciones se encuentran separadas . En una modalidad, el núcleo incluye dos postes paralelos similares que tienen porciones respectivas. En una modalidad, los postes se encuentran fijos. En una modalidad, los postes se encuentran fijos entre si. En una modalidad, cada poste se extiende entre un primer extremo y un segundo extremo, en donde el primer extremo y el segundo extremo de uno de los postes se encuentran adyacentes al primer extremo y al segundo, respectivamente, del otro poste. En una modalidad, el núcleo incluye un yugo para extenderse entre los primeros extremos para fijar los postes uno al otro. En una modalidad, el núcleo incluye un yugo adicional para extenderse entre los segundos extremos para fijar los postes uno al otro. En una modalidad, los postes incluyen laminaciones de poste. En una modalidad, el yugo incluye laminaciones. En una modalidad, las laminaciones del poste y las laminaciones del yugo se encuentran entrelazadas. En una modalidad, el núcleo incluye seis postes que se extienden longitudinalmente dispuestos en tres pares. De acuerdo con un noveno aspecto de la invención, se proporciona un limitador de corriente de pérdida que incluye un núcleo del octavo aspecto de la invención. De acuerdo con un décimo aspecto de la invención, se proporciona un sistema de distribución eléctrica que incluye al menos un limitador de corriente de pérdida de uno de los primero, segundo, cuarto, sexto y noveno aspectos de la invención. La referencia a lo largo de toda esta especificación a "una modalidad", "algunas modalidades" o "una modalidad", significa que un rasgo, estructura o característica particular descrito en conexión con la modalidad, se incluye en al menos una modalidad de la presente invención. Por tanto, la aparición de las frases "en una modalidad", "en algunas modalidades" o "en una modalidad", en algunas partes a lo largo de toda esta especificación, no necesariamente se refieren todas a la misma modalidad, pero es posible. Además, los rasgos, estructuras o características particulares pueden combinarse de cualquier manera adecuada, como sería aparente para el de experiencia ordinaria en la técnica a partir de esta descripción, en una o más modalidades. Como se utilizan en la presente, a menos que se especifique de otra manera, el uso de los adjetivos ordinales - - "primero", "segundo", "tercero", etc., para describir un objeto común, indica meramente la referencia a diferentes ejemplos de objetos similares y no pretende implicar que los objetos asi descritos deban encontrarse, en una secuencia dada, en orden ya sea temporalmente, espacialmente, o de alguna otra manera. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las modalidades actualmente preferidas de la invención se describirán ahora con referencia a los siguientes dibujos anexos en los cuales: La Figura 1 es una vista esquemática de una estructura de núcleo del FCL experimental; La Figura 2 ilustra los resultados de un análisis FEA en la estructura de la Figura 1; La Figura 3 ilustra una estructura de núcleo cerrado para un FCL encontrándose la bobina CA y la bobina CD sobrepuestas y coaxiales, es decir, las dos bobinas se encuentran enrolladas alrededor de la misma columna del núcleo cerrado; La Figura 4 ilustra una estructura de núcleo cerrado experimental con bobinas exploradoras asociadas para permitir la investigación de la naturaleza de la impedancia de inserción; La Figura 5 es una ilustración de los resultados del experimento conducido con la estructura de la Figura 4; La Figura 6 resume los resultados medidos de la impedancia de inserción para las estructuras experimentales anteriores ; La Figura 7 es una vista esquemática en sección transversal de un limitador de corriente de pérdida de núcleo abierto trifásico de acuerdo con dicha invención; La Figura 8 es una vista esquemática de la interconexión eléctrica de los bobinados en dos de los postes de núcleo mostrados en el limitador de corriente de pérdida de la Figura 7; La Figura 9 muestra los resultados del análisis FEA del campo magnético y la permeabilidad relativa a través de la longitud de un núcleo en la dirección Z de la Figura 7; La Figura 10 muestra un diagrama del campo magnético a lo largo de una linea central a los núcleos y cruzando tres núcleos de poste en la dirección X de la Figura 7; La Figura 11 muestra un diagrama del campo magnético en el centro de un poste de núcleo único de la Figura 7 con energización CD; La Figura 12 muestra un diagrama de la magnetización CD del núcleo de la Figura 7 con excursiones menores CD alrededor de dos puntos de operación de otra manera saturados; La Figura 13 muestra un diagrama de la permeabilidad relativa en la mitad de un poste de núcleo de la Figura 7 con respecto a la energización de la bobina CD y con 1,000 amperios de corriente en la bobina CA de 50 espiras; La Figura 14 muestra un diagrama de la magnetización CD del núcleo de la Figura 7 como una función de las espiras de amperio de la CD con la corriente alterna total en la bobina CA, de tal manera que los flujos producidos por cada uno sean opuestos; La Figura 15 es una alternativa de la invención que muestra la misma interconexión enrollada y que el yugo inferior entre dos núcleos se encuentra retenido; La Figura 16 muestra una disposición de un diseño de FCL de núcleo abierto trifásico con tres filas y dos columnas de núcleos de acero y con interconexiones eléctricas en cada fase de acuerdo con lo detallado en la Figura 8; La Figura 17 muestra una disposición alternativa del diseño de FCL de núcleo abierto trifásico con dos filas y tres columnas de núcleos de acero con interconexiones eléctricas en cada fase de acuerdo con lo detallado en la Figura 8; La Figura 18 muestra una alternativa fija del FCL de núcleo abierto trifásico y con interconexiones eléctricas en cada fase de acuerdo con lo detallado en la Figura 8; La Figura 19 muestra la disposición experimental - - empleada para las mediciones de densidad 'de flujo y de impedancia de inserción sin pérdida en estado estacionario CA y la caracterización de la corriente de pérdida y con interconexiones eléctricas en cada fase de acuerdo con lo detallado en la Figura 8; La Figura 20 muestra las características de impedancia de inserción sin pérdida medidas para la disposición experimental del FCL de núcleo abierto; La Figura 21 muestra las características de impedancia de inserción en estado estacionario sin pérdida a diferentes voltajes CA y corrientes; La Figura 22 muestra diagramas de la caracterización de la corriente de pérdida para un FCL de núcleo abierto como una función de la polarización de la CD; La Figura 23 muestra diagramas de la caracterización transitoria de la densidad de flujo de la disposición experimental de núcleo abierto; La Figura 24 muestra un diagrama del voltaje transitorio del circuito CD cuando el núcleo se encuentra saturado a un grado más allá de la región de influencia de la bobina CA y en donde la presencia de la pérdida se detecta como una ligera caída de voltaje entre los puntos de las flechas comenzando desde t = 0.08 segundos; La Figura 25 muestra diagramas de corriente de pérdida transitoria de la disposición experimental con y sin - - el FCL de núcleo abierto en circuito; La Figura 26 muestra las características de corriente transitoria del circuito CD de la disposición experimental del FCL de núcleo abierto; La Figura 27 muestra la disposición experimental de las bobinas CA y CD para la medición y la caracterización de la densidad de flujo, la impedancia de inserción sin pérdida CA y la capacidad de limitación de la corriente de pérdida del FCL fijo con interconexiones eléctricas en cada fase de acuerdo con lo detallado en la Figura 8; La Figura 28 muestra la impedancia de inserción en estado estacionario sin pérdida medida de la disposición experimental del FCL fijo de núcleo abierto en comparación con la medida en el FCL de núcleo abierto no fijo con columnas de las mismas dimensiones; La Figura 29 muestra la comparación de la impedancia de inserción sin pérdida medida entre las disposiciones de núcleo abierto fijas y no fijas y comparadas con varias disposiciones de núcleo cerrado; La Figura 30 muestra la impedancia de inserción en estado estacionario sin pérdida medida de la disposición experimental del FCL fijo de núcleo abierto en comparación con la medida en el FCL de núcleo abierto no fijo con columnas de las mismas dimensiones; La Figura 31 muestra diagramas de caracterización de la corriente de pérdida para un FCL de núcleo abierto fijo como una función de la polarización de la CD; La Figura 32 muestra un diagrama de la densidad de flujo de la disposición experimental del FCL de núcleo abierto, tomado de una bobina exploradora alrededor de una columna de acero y localizada en la parte superior de la bobina CA de un FCL de núcleo abierto fijo; La Figura 33 muestra las características de la corriente transitoria del circuito CD de la disposición experimental del FCL de núcleo abierto fijo; La Figura 34 es una representación esquemática de un FCL en un sistema de distribución eléctrica; La Figura 35 es una vista esquemática en perspectiva de un FCL de núcleo abierto monofásico en el cual el núcleo incluye dos postes de acero que se encuentran apilados de extremo a extremo; La Figura 36 es una vista superior del FCL de la Figura 35; La Figura 37 es una vista esquemática en perspectiva de un FCL de núcleo abierto monofásico en el cual el núcleo incluye un poste único de energía presionada;- La Figura 38 es una vista superior del FCL de la Figura 37; La Figura 39 es una vista esquemática en perspectiva de una modalidad adicional de un FCL que tiene una pisada generalmente circular y que incluye yugos entre los postes dentro del núcleo; y La Figura 40 es una vista esquemática superior del FCL de la Figura 39; La Figura 41 es una vista esquemática en perspectiva de un FCL similar al de la Figura 39 sin los yugos ; La Figura 42 es una vista superior del FCL de la Figura 41; La Figura 43 es una vista esquemática en perspectiva de un FCL que incluye un núcleo que tiene postes en sección transversal rectangulares dispuestos en una disposición apilada de 3 x 2; La Figura 44 es una vista esquemática en perspectiva de un FCL que incluye un núcleo que tiene postes en sección transversal rectangulares dispuestos en una disposición de lado a lado de 3 x 2; y La Figura 45 es una vista esquemática en perspectiva de un FCL que incluye un núcleo que tiene postes en sección transversal rectangulares dispuestos en una disposición apilada de 3 x 2 que se encuentran fijos. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Aunque a continuación se describe un número de modalidades, se describen modalidades adicionales de la invención en la Solicitud de Patente Australiana No. 2009901138 presentada el 16 de Marzo de 2009, y de la cual se reivindica prioridad. El detalle de esas modalidades se incorpora expresamente en la presente a modo de referencia cruzada . La siguiente descripción, con referencia a las Figuras 1 a 6, pretende proporcionar al destinatario un contexto acerca de las modalidades de la invención. Primeramente, se menciona que las características paramétricas frecuentemente utilizadas de las modalidades preferidas incluyen: * Anúcieo: El área en sección transversal de los núcleos de alta permeabilidad bajo la bobina CA • Nac: El número de espiras CA, • Ndc: El número de espiras CD, • IdC: La corriente de la bobina CD [amperios] , • Iac: La corriente de bobina CA [amperios, rms] , • F: La frecuencia del sistema eléctrico, • Zb: La impedancia base del sistema eléctrico que se protisge • Z+: La impedancia de la secuencia positiva del sistema • IfP: La corriente de pérdida prospectada del sistema • Ifr : La corriente de pérdida reducida deseada. La limitación de la corriente de pérdida y la impedancia de inserción son funciones de los parámetros anteriores . Se sabrá por los expertos en la técnica que la magnetización de una estructura de alta permeabilidad, como se requiere en el campo de FCLs, es propensa a la pérdida de flujo debido a los siguientes dos efectos principales: ° El efecto marginal de las lineas del campo magnético alrededor de la bobina de polarización CD y el regreso a través de una trayectoria puramente aérea . ° El retorno del flujo parcial de aire/núcleo en donde el flujo entra al núcleo pero regresa a través de una trayectoria aérea en lugar de una trayectoria completa de alta permeabilidad. Por ejemplo, se condujo un análisis FEA en la estructura de núcleo mostrada en la Figura 1. Las características relevantes de esta estructura de núcleo son: ° Anchura de la dimensión de ventana = 290 mm T Altura de la dimensión de ventana = 350 mm @ Material: núcleo de acero laminado M6 T Laminaciones empleadas para construir el núcleo: estructura de núcleo de 0.35 mm recubierta progresivamente ° Área en sección transversal del núcleo: 150 mm x 150 mm.

Otros detalles experimentales se muestran en la Figura 1 y los resultados más completos se muestran en la Figura 2. Se encontró que hubo una pérdida de la densidad del flujo magnético en las columnas y yugos alejados. La Tabla 1 siguiente resume los resultados para la estructura de núcleo de la Figura 1 en el punto de máxima densidad de flujo.

Tabla 1: Resultados básicos de la densidad de flujo en el núcleo prototipo de la Figura 1 El efecto descrito en la presente es muy conocido para los expertos en la técnica. La reducción en la densidad de flujo en el lado del núcleo CA de 2.12 Tesla a 1.95 Tesla, puede no parecer, al principio, una desventaja. Sin embargo, es la medición del bucle menor en la bobina CA la que revela el problema. Aunque el bucle menor de la bobina lateral CD da como resultado una permeabilidad relativa promedio de cerca de 1.0, como se espera para un núcleo saturado, el bucle menor medido al mismo nivel de corriente de la bobina CD revela una permeabilidad relativa de 86. Este resultado en una alta impedancia de inserción para el dispositivo también revela que el núcleo lateral CA no se encuentra totalmente saturado a pesar de observar el clásico aplanamiento de la curva B-H. Los procedimientos para reducir la pérdida de la densidad de flujo y para conservar el lado CA del núcleo saturado, incluyen: 0 Emplear un área en sección transversal más alta del núcleo a lo largo de toda la estructura. ° Cortes transversales no uniformes de acero. ° Reducir la longitud magnética total del acero entre la bobina CA y CD para producir una estructura de núcleo de bajo perfil. Sin embargo, como una alternativa a estos procedimientos, también es práctico colocar las bobinas CA cerca de las columnas laterales como se muestra en la Figura 3. Utilizando esta técnica, la densidad de flujo en la columnas inmediatamente bajo las bobinas CA es sustancialmente la misma que la inmediatamente bajo las bobinas CD. Durante la operación en estado estacionario, el flujo de las bobinas CA debe ser tal que la densidad del flujo magnético en la porción del núcleo de acero bajo influencia no se desature o cambie sustancialmente, dado que esto conducirla a una impedancia de inserción más alta que la mínima posible y ocasionaría un contenido armónico en la forma de onda CA sin pérdida en estado estacionario. Durante la actividad de limitación de pérdida, el flujo generado desde las bobinas CA impide aquel en el núcleo de acero desaturando una porción del núcleo de acero y ocasionando la elevación de la impedancia terminal de la bobina CA. En esta disposición particular, también se reconocerá que los yugos y columnas externos ya no se requieren, solamente se necesitan las columnas centrales. El problema asociado con la pérdida de la densidad de flujo en la columna que contiene la bobina CA se asocia también con una mayor impedancia en estado estacionario en el estado sin pérdida, también conocida como la impedancia de inserción. La impedancia de inserción asociada con una bobina CA es directamente proporcional al gradiente de la densidad de flujo contra la gráfica de la fuerza magneto - - motriz (MMF) . Si la porción del núcleo bajo la influencia de la bobina CA no se satura totalmente hasta un punto en donde se minimiza esta inclinación, entonces la impedancia de inserción será alta de manera impráctica. Para ilustrar la naturaleza de la impedancia de inserción se construyó una disposición experimental en la Figura 4 para medirla para varias ubicaciones de la bobina CA en un núcleo con respecto a la bobina CD. Se construyó una estructura de núcleo y bobina con los detalles mostrados en la Tabla 2 y la Tabla 3 siguientes. Tabla 2 Tabla 3 Factor de llenado del núcleo 0.96 de hierro Fluxómetro de integración Walker Magnet empleado Ajustes del fluxómetro 25.5 x 0.96 x 100 = 2448 Bobinas de cobre CD utilizadas (no superconductoras) Construcción y soporte completamente de aluminio - no se empleó acero dulce Bobinas exploradoras directamente bobinadas fuertemente en el núcleo Núcleo de acero laminado M6 (laminaciones de 0.35 mm de grosor) Ahora, se hace referencia a la Figura 5. La confirmación de la saturación en el lado de la CD se efectuó utilizando bobinas exploradoras y sondas de Hall. El uso de las sondas de Hall reguirió la necesidad de introducir un espacio de aire de 1.3 mm en el núcleo que no se empleó durante las mediciones de la impedancia de inserción. Otros detalles de la disposición experimental para la medición de la impedancia de inserción incluyen: o Corriente CD = CD de 100 amperios o Voltaje CA = CA de 50 V o Frecuencia de voltaje y corriente CA: 50 Hz o Corriente CA = CA de 28 amperios o Espiras CA = 50 0 Resistencia de bobina de CA = 0.10 Ohmios La Figura 6 resume los resultados de loa impedancia de inserción medida. La impedancia de inserción mínima se logra con la disposición de bobina coincidente y con el número mínimo de espiras de amperio en la bobina CD requerida para la saturación. Todas las otras disposiciones, incluyendo aquellas en donde la bobina CA se encuentra en la misma columna que la bobina CD y en cercana proximidad a la bobina CD, dan como resultado una impedancia de inserción más alta . Las mediciones de la impedancia de inserción como una función de las espiras de amperio han confirmado que el núcleo de alta permeabilidad bajo la influencia de la bobina CA, no solo debe saturarse sino que debe "super saturarse" para tener la impedancia de inserción mínima teórica. Como se muestra en la Figura 34, el limitador de corriente de pérdida (FCL) se localiza en una subestación de distribución eléctrica. El FCL se incluye principalmente para limitar la corriente de pérdida de un transformador, que también se ilustra. Cuando una subestación incluye más de un transformador, es posible tener un FCL separado para cada uno de esos transformadores. Sin embargo, en algunas modalidades, menos que todos los transformadores dentro de una subestación tienen un FCL asociado. El FCL, en el lado en corriente descendente, se encuentra eléctricamente conectado a un sistema de distribución eléctrica del cual es parte la subestación. En otras modalidades, el transformador y el FCL se encuentran localizados dentro de una instalación diferente a una subestación. Los ejemplos indicativos incluyen una red de distribución de ubicación industrial, entre un co-generador y el resto de la red; y la protección de la red de electricidad principal de la contribución de la corriente de pérdida de una granja eólica, un generador de onda, un hidro-generador o una granja de energía solar. Para la modalidad de la Figura 34, la estación de energía es una estación de energía encendida por carbón. Sin embargo, en otras modalidades, la estación de energía es una o más de una hidro-estación, una estación de energía nuclear y una estación de energía de generador eólico. Con referencia a la Figura 7, se ilustra una serie de postes de alta permeabilidad 1 en una disposición de FCL de núcleo abierto trifásica de acuerdo con una modalidad de la invención. La dirección Z se define encontrándose a lo largo de la dirección longitudinal del núcleo de alta permeabilidad, como se muestra. los postes se fabrican de laminaciones de transformador y la dirección giratoria de las laminaciones es a lo largo del eje Z. Se apreciará que los postes 1 definen colectivamente un núcleo para el FCL.

Los postes de alta permeabilidad 1 son de un material de laminación de acero de transformador. En otras modalidades, se hace uso de uno o más de acero dulce u otras formas de materiales de ferrita de acero magnético o de material ferromagnético o de material granular tal como un núcleo hecho de polvo ferromagnético consolidado, o un núcleo amorfo vidrioso. Una bobina CD 2, para los propósitos de saturar una porción de los postes de alta permeabilidad 1, rodea la estructura completa fuera del alojamiento. El término "rodea" o lo similar, se utilizan para describir cómo la bobina 2 circula el alojamiento o tanque. Es decir, la bobina CD se extiende alrededor de una zona intermedia longitudinal que recibe al núcleo y a la bobina CA. En las modalidades ilustradas, el núcleo y la bobina o bobinas CA se encuentran dispuestos dentro de un tanque u otro alojamiento, y la bobina CD circula al alojamiento. Esto proporciona un número de ventajas de empacado y desempeño de las modalidades preferidas. Como se mencionará más adelante, las zonas intermedias de las modalidades se definen por los tanques respectivos . Un recipiente 3 contiene un medio de aislamiento dieléctrico 4. Este medio es también un medio refrigerante para las bobinas CA y puede ser aire atmosférico ambiente. Existen bobinas CA 5 para transportar la corriente alterna enrollada sobre plantillas de devanado de aislamiento 6 y eléctricamente interconectadas una con la otra de tal manera que los sentidos del campo magnético producido por cada bobina CA n el núcleo de alta permeabilidad correspondiente son opuestos. Existen barreras de aislamiento 7 entre las fases para mejorar las propiedades de soporte dieléctrico del medio dieléctrico . Preferentemente, la bobina CD 2 es también un superconductor y, más específicamente, es un superconductor de alta temperatura alojado en un criostato y enfriado por un criorrefrigerante (no mostrado) . La Figura 8 muestra la interconexión eléctrica de dos bobinas CA en la estructura de la Figura 7 que muestra el sentido y la dirección de los bobinados uno relativo al otro. A modo de ejemplo, el FCL de núcleo abierto saturado del tipo mostrado en la Figura 7, se analizó empleando FEA. Las corrientes continua y alterna se escalonaron a fin de encontrar los valores óptimos de IdC e Iac para un número de espiras dado en cada uno de estos bobinados y para entender la naturaleza de la magnetización de un núcleo abierto. Los parámetros empleados fueron aquellos para un FCL de subestación de la clase típica de 15 kV e incluyen: • Número de núcleos: 6 • Longitud de un poste de núcleo: 0.6 m • Anúdeo, el área en sección transversal de cada núcleo: 0.0225 m2, siendo de 150 mm x 150 mm en dimensión Nac: 50 Ndc: 500 • Idc: graduada desde cero hasta 500 amperios, (hasta 250,000 espiras de amperios CD en la bobina CD) • Iac: graduada desde cero hasta 1, 000 amperios rms . (hasta 50,000 espiras de amperios CA en la bobina CA) Los parámetros de material empleados son aquellos de las laminaciones de transformador M6 y son de 0.35 mm de grosor. La Figura 9 muestra la distribución del campo magnético y la permeabilidad relativa a través de la longitud en la dirección Z de la estructura mostradas en la Figura 7. Se indica la región del . núcleo adecuada para colocar una bobina CA, la región saturada del núcleo de alta permeabilidad. Este resultado muestra, por ejemplo, que la bobina CA debe diseñarse de tal manera que su altura sea de 400 mm y que se coloque sobre el núcleo a no menos de 100 mm desde cualquier extremo del núcleo. La Figura 10 muestra un diagrama del campo magnético a lo largo de una linea que pasa a través del - - centro de tres núcleos y en la dirección X. Este resultado muestra que el campo magnético en todos los núcleos es suficiente para saturar todos los seis núcleos en una disposición X-Y de los postes de núcleo a pesar de la distancia no uniforme desde, y de la relación geométrica con, el bobinado de la bobina CD. La Figura 11 muestra la magnetización CD (Iac = 0) del núcleo en la región central del núcleo indicada en la Figura 9. La Figura 12 muestra la curva menor de la excursión de magnetización CA de la porción central del núcleo en dos diferentes valores de la corriente de polarización CD. A partir de la consideración de la Figura 11 sola se puede extraer la conclusión de que una energización de la bobina CD de 80,000 espiras de amperio de la CD (equivalente a una CD de 160 amperios en la bobina CD de 500 espiras) seria suficiente para saturar el núcleo. Sin embargo, la consideración de las curvas menores de magnetización de la bobina CA (Figura 12) y la permeabilidad relativa del núcleo bajo la energización de la bobina CA (Figura 13), muestra que se requieren al menos 140,000 espiras de amperios de la bobina CD (es decir, al menos 280 amperios CD en la bobina CD) para que el núcleo tenga una permeabilidad relativamente baja y, en consecuencia, otorgue a la bobina CA una baja impedancia de inserción.

La Figura 12 muestra que una corriente de hasta 1,000 amperios en la bobina CA, desaturaria al núcleo con una corriente de operación CD tan baja como 160 A (80,000 espiras de amperio) . Esto es indeseable y tal diseño conducirla a una alta impedancia de inserción, alto THD, y una forma de onda de corriente distorsionada. En comparación, también se muestra el cálculo menor del circuito de magnetización CD en un punto de operación de 500 A, que es un punto de operación más deseable. Bajo estas condiciones, el núcleo se super-satura bajo la bobina CA y es un punto de operación más adecuado . En general, al considerar la lista completa de variables de optimización, los cálculos combinados de la magnetización CD y de la magnetización menor CD, no es un procedimiento directo para encontrar espiras de amperio de operación CD adecuados y requiere un largo proceso de optimización FEA. Para simplificar el proceso, el inventor propone un análisis de magnetización estática del núcleo con la bobina CA energizada hasta el pico de la forma de onda de la corriente bajo carga máxima. La Figura 14 muestra tal cálculo FEA a partir del cual es claro que, en este caso, se requiere una magnetización CD de 150,000 espiras de amperio para que el núcleo permanezca . en saturación en todos y cada uno de los puntos instantáneos de la forma de onda CA. Prácticamente, es importante que el limitador de - - corriente de pérdida tenga una baja impedancia de inserción. En la presente modalidad, esto se logra asegurando que el volumen del núcleo de acero, bajo la influencia magnética directa por medio de la bobina CA, se encuentre totalmente saturado por la bobina CD a un nivel, Bsat, tal que permanezca saturado en la condición de operación normal en estado estático CA. El diseño del FCL de núcleo saturable mostrado en la Figura 7 cumple con los cuatro criterios principales para un FCL y tiene las ventajas de: 8 Masa menor a través de la ausencia de los yugos y las columnas externas. 0 Menor pisada para una corriente de pérdida dada y tasa de estado estacionario. ° Costo de construcción económico. Al invertir las ubicaciones relativas de la bobina CA y CD, también se obtienen los siguientes beneficios técnicos : La estructura se vuelve directamente dócil a diseños de alto voltaje y de extra alto voltaje sin que requiera conductos de alimentación de dieléctrico o interfaces de vacio a dieléctrico especiales. La parte central del núcleo de alta permeabilidad puede sumergirse en un fluido dieléctrico liquido o gaseoso con mucho de la misma manera que un transformador de energía se sumerge completamente en el fluido dieléctrico. Los aspectos de la tecnología y la incorporación de conocimientos acerca del diseño de transformadores de alto voltaje con aceite de silicona sintético u otros dieléctricos, son aplicables a este diseño básico incluyendo dieléctricos gaseosos de alto voltaje tales como SF6. Esto reduce el riesgo sustancial implicado en el diseño y en el proceso de desarrollo para versiones de alto voltaje de estos dispositivos. Pueden emplearse materiales estándar muy conocidos utilizados para la inmersión en dieléctricos líquidos y empleados a altos voltajes estáticos. Las bobinas de fase CA envuelven un área de las columnas de acero que se encuentra super saturada. El grado de influencia electromagnética de las bobinas CA es tal que la impedancia de inserción se encuentra muy cercana al mínimo teórico al que puede encontrarse. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 9 y en la Figura 13. En estas figuras, el FEA ha revelado que la permeabilidad relativa de los núcleos se encuentra muy cercana a la unidad a pesar de la distancia no uniforme desde la bobina CD de campo magnético común.

En otra modalidad, los núcleos abiertos se encuentran ahusados hacia los extremos de una manera que mantiene todo el núcleo saturado. En la modalidad adicional mostrada en la Figura 15, los postes de núcleo de cada fase se encuentran conectados con un yugo, pero permanecen abiertos en un extremo. La Figura 19 muestra un FCL que tiene un núcleo de fase abierta único con los siguientes detalles: • Dimensiones de núcleo: 100 mm x 100 mm x 570 mm • Número de espiras en cada núcleo de bobina CA: 20 • Número de espiras en la bobina de polarización CD: 100 Los resultados de la disposición experimental mostrada en la Figura 19 se proporcionan en las Figuras 20 a 26. Más particularmente, la Figura 20 muestra la impedancia de inserción sin pérdida en estado estacionario medida a 50 Hz a través de las terminales del FCL de núcleo abierto. Existe un cambio distintivo en la característica de la impedancia de inserción cuando se aplica una polarización CD suficiente. En la parte A de la Figura 20, por debajo de la mínima impedancia de inserción, la saturación magnética del núcleo de alta permeabilidad no ha alcanzado aún el volumen completo del núcleo bajo la influencia magnética de la bobina CA. De aquí que, la impedancia de inserción medida es alta. En la parte B de la Figura 20, la saturación magnética del núcleo de alta permeabilidad ha alcanzado el grado de influencia de la bobina CA. Esto muestra que una región del núcleo de alta permeabilidad igual a al menos la altura de la bobina CA, debe saturarse por la bobina CD a fin de obtener la mínima impedancia de inserción para el diseño de núcleo abierto. La Figura 21 muestra las características de la impedancia de inserción sin pérdida en estado estacionario del FCL de núcleo abierto para un número de diferentes niveles de voltaje y de corriente y muestra que esta cantidad es independiente del nivel de voltaje CA y del nivel de corriente . Los diagramas de la corriente alterna transitoria en la Figura 22, despliegan la diferencia en la corriente de pérdida con y sin el FCL colocada en el circuito de medición. Estos datos muestran que son posibles reducciones significativas en la corriente de pérdida para la disposición de FCL de núcleo abierto. La Figura 23 muestra la densidad de flujo medida en el núcleo de acero como una función de tiempo durante el evento de corriente de pérdida. La corriente de pérdida desatura efectivamente la región del núcleo de acero bajo las bobinas CA. Esto da como resultado que el FCL tenga una alta impedancia durante la pérdida y, por tanto las propiedades intrínsecas de limitación de corriente de pérdida.

Los datos mostrados en la Figura 24 indican que, si el núcleo de alta permeabilidad se satura suficientemente, el voltaje transitorio inducido en la bobina CD permanece manejable y no indebidamente dañino durante la pérdida. Esto es análogo al diseño clásico del núcleo de FCL saturado. La Figura 25 muestra las formas de onda de corriente de pérdida transitorias medidas con la corriente de pérdida prospectada calculada después de incluir la resistencia de la bobina CA y el componente inductivo sin pérdida en estado estacionario de la impedancia de la bobina CA del FCL. La reducción adicional en la corriente de pérdida de un pico de 2, 000 amperios a un pico de 1,100 amperios, se debe al cambio adicional en la magnetización después de incluir la resistencia de la bobina CA y la impedancia de inserción sin pérdida en estado estacionario. La Figura 26 muestra el tránsito de la CD medida durante el evento de pérdida a un número de diferentes valores de corriente de polarización de la CD. La CD transitoria inducida es insignificante si el núcleo de acero se polariza suficientemente. La Figura 27 muestra una disposición experimental alternativa del FCL de núcleo abierto que incluye yugos entre los núcleos y que se encuentra diseñada para disminuir las espiras de amperio de la polarización CD requeridos para una baja impedancia de inserción. Los detalles de los diseños son los siguientes: • Dimensiones del núcleo de alta permeabilidad: 100 mm x 100 mm x 570 mm (altura) • Dimensiones del yugo: 100 mm x 100 mm x 250 mm (altura) • Número de espiras en cada núcleo de bobina CA: 20 • Número de espiras de la bobina de polarización CD: 100 En la Figura 28 se proporciona una comparación entre los resultados de la impedancia de inserción obtenidos para las configuraciones fijas y no fijas en donde se muestran las características de impedancia de inserción sin pérdida en estado estacionario medidas de 50 Hz de un FCL de núcleo abierto con y sin yugos. La Figura 29 muestra que la fijación de la disposición de núcleo dentro de la bobina de polarización CD cambia la curva de magnetización hacia la izquierda, permitiendo utilizar menos espiras de amperio para obtener una mínima impedancia de inserción. La Figura 30 muestra el rango total de impedancia de inserción para la configuración fija, que muestra el mejoramiento significativo en la impedancia de pérdida de esta disposición a menores espiras de amperio aplicados CD. Los diagramas de la corriente de pérdida para la disposición experimental del FCL de núcleo abierto fijo en la Figura 31, muestran que la diferencia que hace la presencia del FCL fijo para los diversos modos de polarización CD en comparación con un sistema sin en FCL. La densidad del flujo magnético en el material del núcleo altamente permeable en la parte superior de la bobina CA, se midió también en la Figura 32 indicando el mismo comportamiento característico que en la disposición experimental de núcleo abierto fijo. La Figura 33 muestra las formas de onda de la corriente transitoria del circuito CD a través de un rango de diferentes niveles de polarización. Como para la disposición del FCL de núcleo abierto no fijo, la CD transitoria inducida es insignificante para núcleos suficientemente polarizados. El beneficio principal de disponer las bobinas CD y CA, como se ilustra en las modalidades, es que las bobinas CA experimentan la densidad de flujo total CD del núcleo de acero bajo la bobina CD. Los diseños clásicos del FCL saturado sufren de la desventaja de transportar el flujo desde las columnas CD hasta las columnas CA a través de los yugos superior e inferior y alrededor de las juntas biseladas dentro del núcleo. Las presentes modalidades suministran el yugo y las columnas laterales CA haciendo casi 100% eficiente el transporte del flujo desde las bobinas CD hasta las CA. Se apreciará que en las modalidades ilustradas cada limitador de corriente de pérdida incluye al menos una terminal de entrada en forma de un pasante aislante para conectarse eléctricamente a una fuente de energía, tal como un transformador, que proporciona una corriente de carga. Cada una de las modalidades incluye también al menos una terminal de salida, también en forma de uno o más pasantes aislantes de alto voltaje, para conectarse eléctricamente con un circuito de carga, tal como un sistema de distribución eléctrica, que arrastra la corriente de carga. También se incluye un núcleo magnéticamente saturable y al menos una bobina CA, típicamente una bobina para cada fase de la corriente de carga, que se encuentra enrollada alrededor de una porción longitudinal del núcleo para transportar la corriente de carga entre la terminal o terminales de entrada y la terminal o terminales de salida. Una bobina CD induce un campo magnético al menos en una porción del núcleo y se extiende alrededor de una zona intermedia longitudinal que recibe el núcleo y la bobina . CA. En las modalidades ilustradas, las zonas intermedias se definen por tanques respectivos. El campo inducido por la bobina CD polariza magnéticamente al núcleo de tal manera que la bobina CA se mueve desde un estado de baja impedancia hasta un estado de alta impedancia en respuesta a una o más características de la corriente de carga. Se apreciará que, en muchas aplicaciones, particularmente cuando va a retro-aj ustar un FCL a una instalación existente, frecuentemente el espacio físico disponible para acomodar el FCL es limitado. Incluso más comúnmente, la más insignificante restricción física es la pisada disponible para el FCL. Ahora, se hace referencia a las Figuras 35 y 36 en donde se ilustra un FCL de núcleo abierto monofásico que se ha desarrollado para aplicaciones de pisada pequeña. El FCL incluye una terminal de entrada en forma de un pasante aislante de alto voltaje para conectarse eléctricamente a una fuente de energía (no mostrada) que proporciona una corriente de carga. Una terminal de salida en forma de un pasante aislante de alto voltaje adicional, se conecta eléctricamente con un circuito de carga (no mostrado) que arrastra la corriente de carga. Un núcleo magnéticamente saturable tiene la forma de dos postes de acero laminado de alta permeabilidad similares que se extienden longitudinalmente y que se encuentran apilados uno con el otro de extremo a extremo. Una bobina CA tiene dos segmentos de bobina que se encuentran bobinados de manera opuesta sobre porciones longitudinales respectivas de los postes para transportar la corriente de carga entre la terminal de entrada y la terminal de salida. Una bobina CD en forma de dos sub-bobinas separadas, induce un campo magnético al menos en las porciones de los postes y se extiende alrededor de una zona intermedia longitudinal que recibe al núcleo y a la bobina CA. La zona, en esta modalidad, se define por el tanque. El campo polariza magnéticamente a los postes de tal manera que la bobina CA se mueve desde un estado de baja impedancia hasta un estado de alta impedancia en respuesta a una o más características de la corriente de carga. Una modalidad adicional de pisada pequeña se ilustra en las Figuras 37 y 38. En esta modalidad, se hace uso de un núcleo de energía presionado. Este proporciona un factor de llenado más alto del material de alta permeabilidad dentro del área en sección transversal de la bobina CA del que podría lograrse con laminaciones. Por consiguiente, para la misma pisada, y asumiendo que todo lo demás es igual, el FCL de esta modalidad proporciona un desempeño mejorado sobre los de las Figuras 35 y 36. En una modalidad adicional, el FCL de las Figuras 37 y 38 se desarrolla para proporcionar el mismo desempeño que el FCL de las Figuras 35 y 36. Debido al factor de llenado más alto, esta modalidad adicional tiene una pisada más pequeña que el FCL de las Figuras 37 y 38. Otra modalidad del FCL se ilustra en las Figuras 39 y 40. Esta modalidad es un FCL de núcleo abierto trifásico que tiene tres pares de postes paralelos y longitudinalmente coextensivos , un par de postes para cada fase, para definir colectivamente el núcleo. Los postes tienen una sección transversal constante y uniforme que es asimétrico. Los pares de postes incluyen yugos, y los postes, las bobinas CA - - asociadas y los yugos se encuentran todos dispuestos dentro de un tanque que contiene un medio dieléctrico que también actúa como un medio de enfriamiento. Las Figuras 41 y 42 ilustran una modalidad adicional que es similar a la de las Figuras 39 y 40, siendo la diferencia principal la omisión de los yugos para reducir adicionalmente la cantidad del volumen ocupado por el FCL. Se apreciará que los limitadores de corriente de pérdida ilustrados en las Figuras 39 a 42, incluyen postes similares que tienen postes asimétricos que se encuentran dispuestos uno relativo al otro para definir generalmente un cilindro. Esta configuración y la disposición relativa o la orientación relativa de los postes también contribuyen a una pisada pequeña para el FCL. En otras modalidades, se toman diferentes procedimientos para optimizar la pisada para . el FCL o, de otra manera, para ocuparse de cualquier especificación de acomodo para un sitio dado. Por ejemplo, se hace referencia a la Figura 43 que ilustra en FCL que incluye un núcleo que tiene postes rectangulares en sección transversal dispuestos en una disposición apilada de 3 x 2. Los dos segmentos de bobina para la bobina CA de la misma fase, se encuentran dispuestos uno bajo el otro. Esta configuración de FCL de núcleo abierto se utiliza, por ejemplo, cuando la pisada de un sitio es limitada y se permite una mayor altura.

Una modalidad adicional se ilustra en la Figura 44, en donde el FCL incluye un núcleo que tiene postes rectangulares en sección transversal dispuestos en una disposición de lado a lado de 3 x 2. Esta configuración de FCL de núcleo abierto se utiliza, por ejemplo, cuando los requerimientos de altura son limitados, pero se permite una pisada mayor. En la Figura 45 se ilustra un ejemplo adicional de un FCL que incluye un núcleo que tiene postes rectangulares en sección transversal dispuestos en una disposición apilada de 3 x 2 que se encuentran fijos. En comparación con el limitador de corriente de pérdida saturable de "núcleo cerrado" tipo marco de pintura, las modalidades anteriormente descritas tienen las siguientes ventaj as : • Una reducción significativa requerida en la masa de acero y por lo tanto, un costo de fabricación, transportación y ubicación de sitio reducidos • Para un desempeño similar, una reducción en la pisada. Esto es particularmente ventajoso para aminorar los problemas de colocación en densas ubicaciones urbanas. • En aquellos casos en los que se emplea un superconductor para la bobina o bobinas de polarización CD, un área de superficie de criostato menor. Esto da como resultado menor pérdida de calor ambiente en estado estacionario y, por tanto, un menor requerimiento de energía de criorrefrigerante . • Desacoplamiento mecánico de la bobina de polarización CD y el criostato de las bobinas de fase CA y el núcleo de acero. Esto permite que el tanque de aceite descienda hacia el área de perforación caliente de la bobina CD, o las bobinas CD pueden descender sobre los tanques de aceite que contienen las bobinas y núcleos de fase. En comparación con las disposiciones alternativas del limitador de corriente de pérdida tales como tipos resistivos, tipos resistivos con reactor externo o interno, núcleo protegido, estado sólido, el limitador de corriente de pérdida de núcleo abierto saturable tiene estas ventajas: El limitador de corriente de pérdida de núcleo abierto no dañará una línea protegida y no necesita aislarse de una línea protegida si falla algún aspecto de la porción superconductora, ya sea que esta sea la bobina CD, el sistema de vacío, o el sistema criogénico. Por tanto, los limitadores de corriente de pérdida de núcleo abierto de las modalidades, son inherentemente seguros en fallas y son capaces de dejarse en la línea protegida bajo estas condiciones. Además, la redundancia asociada con alarmas y - - detección de fallas internas tiene la capacidad de ser menos rígida en comparación con diseños que deben desconectarse del servicio para una falla interna. • Ninguna de las bobinas de polarización CD (ya sea una bobina superconductora u otra) se encuentra directamente conectada a una linea de alto voltaje o de alta corriente en la red o alimentación de electricidad que se protege. Por tanto, pueden utilizarse procedimientos de diseño dieléctrico simples, establecidos y muy conocidos para diseñar la porción de alto voltaje. • Los criógenos líquidos no se utilizan como un dieléctrico CA y, por tanto, no existen los problemas asociados con estos líquidos en el diseño de las modalidades preferidas. • Los elementos superconductores no se cargan por la corriente de pérdida. Por consiguiente, existe muy poca inducción de corriente y voltaje en la bobina CD durante una falla. • El superconductor no se templa durante una falla y, por tanto, es capaz de utilizarse en línea cuando se emplean lógicos de auto re-cerradores o de recerrado en los interruptores y aisladores de una línea protegida. La referencia a lo largo de esta especificación a - - "una (1) modalidad" o a "una modalidad", significa que un rasgo, estructura o característica particular descrita en conexión con la modalidad, se encuentra incluida en al menos una modalidad de la presente invención. Por tanto, la aparición de las frases "en una (1) modalidad" o "en una modalidad" en diversas partes a lo largo de toda esta especificación, no necesariamente se refieren todas a la misma modalidad, pero podrían. Además, los rasgos, estructuras o características particulares pueden combinarse de cualquier manera adecuada, como sería aparente para el de experiencia ordinaria en la técnica a partir de esta descripción, en una o más modalidades. De manera similar, debe apreciarse que, en la descripción anterior de las modalidades ejemplares de la invención, varias características de la invención se encuentran agrupadas, algunas veces, entre sí en una sola modalidad, Figura o descripción de la misma, con el propósito de dar cauce a la descripción y ayudar en la comprensión de uno o más de los diversos aspectos de la invención. Sin embargo, este método de descripción no debe interpretarse como reflejo de la pretensión de que la invención reivindicada requiere más características que las expresamente citadas en cada reivindicación. Por el contrario, como lo reflejan las siguientes reivindicaciones, los aspectos de la invención se basan en menos que todas las características de una sola de las modalidades descritas anteriores. Por tanto, las siguientes reivindicaciones se incorporan mediante la presente expresamente en la descripción de la invención, sustentándose cada reivindicación por si misma como una modalidad separada de esta invención. Se describen modalidades adicionales de la invención en la Solicitud de Patente Australiana No. 2009901138 presentada el 16 de Marzo de 2009 y de la cual se reivindica prioridad. El detalle de estas modalidades se incorpora expresamente en la presente a modo de referencia cruzada . Además, aunque algunas de las modalidades descritas en la presente incluyen algunas, pero no otras, características incluidas en otras modalidades, las combinaciones de características de diferentes modalidades, incluyendo las modalidades descritas en las especificaciones de patente de las cuales se reivindica el beneficio de prioridad, pretenden encontrarse dentro del alcance de la invención y formas diferentes modalidades, como lo entenderán los expertos en la técnica. Por ejemplo, en las siguientes reivindicaciones, cualquiera de las modalidades reivindicadas puede utilizarse en cualquier combinación. En la descripción proporcionada en la presente, se exponen numerosos detalles específicos. Sin embargo, se entiende que las modalidades de la invención pueden practicarse sin estos detalles específicos. En otros ejemplos, no se han mostrado en detalle métodos, estructuras y técnicas muy conocidos a fin de no oscurecer la comprensión de esta descripción. Los expertos en la técnica reconocerán que estos son ejemplos aplicados a los diseños específicos que se fabricaron y que diferirán los resultados detallados para otros diseños con diferentes detalles de construcción. Aunque la invención se ha descrito con referencia a ejemplos específicos, se apreciará por los expertos en la técnica que ésta puede incorporarse en muchas otras formas.

Claims (25)

1. REIVINDICACIONES 1. Un limitador de corriente de pérdida para su incorporación en un circuito eléctrico, incluyendo dicho limitador de corriente de pérdida un núcleo magnéticamente saturable y al menos una bobina de fase CA enrollada alrededor de una porción de dicho núcleo saturable, en donde dicho núcleo magnéticamente saturable y dicha al menos una bobina de fase CA se encuentran alojados dentro de un alojamiento y una bobina de polarización CD se encuentra dispuesta fuera y alrededor de dicho alojamiento que, durante las condiciones de operación sin pérdida de dicho limitador de corriente, polariza dicho núcleo en saturación magnética para una baja impedancia de inserción, pero durante las condiciones de pérdida, extrae dicho núcleo de la saturación magnética para proporcionar asi una impedancia de limitación de corriente incrementada en dicho circuito eléctrico.
2. 2. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye solamente una bobina de polarización CD.
3. 3. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye dos o más bobinas de polarización CD.
4. 4. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 3, en donde las bobinas de polarización CD se encuentran separadas.
5. 5. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con cualquiera o más de las reivindicaciones 1 a 4, en donde dicha bobina de polarización CD es un superconductor de alta temperatura.
6. 6. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 5, en donde dicha bobina de polarización CD es coincidente y coaxial con dicha al menos una bobina de fase CA de manera que dicha porción del núcleo saturable se encuentra totalmente saturada.
7. 7. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 6, en donde dicho núcleo magnéticamente saturable se encuentra en forma de un arreglo de postes de núcleo con bobinas de fase CA enrolladas cada una en dichos postes de núcleo respectivos y eléctricamente interconectadas de tal manera que los sentidos de los campos magnéticos producidos por dichas bobinas CA son opuestos.
8. 8. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 7, en donde dichos postes de núcleo son rectangulares en sección transversal .
9. 9. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en donde los postes de núcleo se encuentran conectados por un yugo en un extremo y se encuentran abiertos en el otro extremo .
10. 10. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en donde dichos postes de núcleo son de sección transversal constante a lo largo de sus longitudes.
11. 11. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en donde dichos postes de núcleo se encuentran ahusados hacia los extremos de los mismos, con lo cual, durante la operación sin pérdida del limitador, sustancialmente todo dicho núcleo se encuentra saturado.
12. 12. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho limitador tiene una configuración de núcleo abierto.
13. 13. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 12, en donde una región de dicho núcleo igual a al menos la altura de la bobina CA, se encuentra sustancial y totalmente saturada por la bobina CD a fin de obtener la mínima impedancia de inserción durante las condiciones de operación sin pérdida.
14. 14. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho núcleo magnéticamente saturable se construye de un material de laminación de acero, acero dulce u otro acero magnético, material de ferrita, un polvo comprimido aislado de alta permeabilidad o un material ferromagnético para transformador .
15. 15. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho núcleo magnéticamente saturable y dichas bobinas de fase CA se encuentran sumergidos en un dieléctrico .
16. 16. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 15, en donde dicho dieléctrico se encuentra en forma de un liquido o un gas.
17. 17. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicha bobina de polarización CD se encuentra en forma de una bobina CD de campo magnético común.
18. 18. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho alojamiento incluye un medio de enfriamiento además de dicho dieléctrico.
19. 19. Un limitador de corriente de pérdida que incluye : una terminal de entrada para conectarse eléctricamente a una fuente de energía que proporciona una corriente de carga; una terminal de salida para conectarse eléctricamente con un circuito de carga que arrastra la corriente de carga; un núcleo magnéticamente saturable; una bobina CA enrollada alrededor de una porción longitudinal del núcleo para transportar la corriente de carga entre la terminal de entrada y la terminal de salida; y una bobina CD para inducir un campo magnético al menos en una porción del núcleo y que se extiende alrededor de una zona longitudinal intermedia que recibe el núcleo y la bobina CA, en donde el campo polariza magnéticamente al núcleo de tal manera que la bobina CA se mueve desde un estado de baja impedancia a un estado de alta impedancia en respuesta a una o más características de la corriente de carga .
20. 20. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 19, que incluye dos o más bobinas CD.
21. 21. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 20, en donde las bobinas CD se encuentran separadas.
22. 22. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 19, en donde, en el estado de baja impedancia, la porción se encuentra magnéticamente saturada .
23. 23. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con la reivindicación 22, en donde, en el estado de baja impedancia, es núcleo se encuentra magnéticamente saturado longitudinalmente más allá de la porción.
24. 24. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 19 a 23, en donde, en el estado de alta impedancia, la porción se encuentra fuera de la saturación magnética.
25. 25. Un limitador de corriente de pérdida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 19 a 24, en donde, en el estado de baja impedancia, la impedancia de la bobina CA es sustancialmente igual a la impedancia teórica del núcleo de aire de la bobina CA.