Conector de alimentación encapsulado.

Conector de alimentación encapsulado que comprende una carcasa (4) que define un espacio aislante

(6) y una parte eléctrica activa (8; 9, 11a, 11b, 11c) dispuesta en el espacio aislante (6), comprendiendo dicho espacio aislante (6) un medio aislante, caracterizado por que el medio aislante comprende un compuesto dieléctrico que tiene un punto de ebullición superior a -25 °C y que es una fluorocetona que tiene de 4 a 12 átomos de carbono.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/062640.

Solicitante: ABB TECHNOLOGY AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: AFFOLTERNSTRASSE 44 8050 ZURICH SUIZA.

Inventor/es: GRANHAUG,OLE, HYRENBACH,MAIK, CLAESSENS,MAX-STEFFEN, SKARBY,PER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CUADROS, ESTACIONES DE TRANSFORMACION O DISPOSICIONES... > Instalación de aparellaje de conmutación en, o... > H02B13/055 (Características relativas al gas (empleo específico de fluidos para interruptores H01H 33/22))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > CABLES; CONDUCTORES; AISLADORES; ,o EMPLEO DE MATERIALES... > Aisladores o cuerpos aislantes caracterizados por... > H01B3/56 (gases)

PDF original: ES-2522515_T3.pdf

 

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Conector de alimentación encapsulado.

Fragmento de la descripción:

Conector de alimentación encapsulado La presente invención se refiere a un conector de alimentación encapsulado de acuerdo con la reivindicación 1 y a un proceso para proporcionar un conector de alimentación encapsulado de acuerdo con la reivindicación 14.

En los conectores de alimentación encapsulados de media o alta tensión, la parte eléctrica activa se dispone en una carcasa con gas cerrado herméticamente, que define un espacio aislante, comprendiendo habitualmente dicho espacio aislante un gas aislante y separando la carcasa de la parte eléctrica activa sin permitir que la corriente eléctrica pase a través. De ese modo, los conectores de alimentación encapsulados con metal permiten una construcción con un ahorro de espacio mucho mayor que los conectores de alimentación que se aíslan únicamente mediante aire ambiente.

Para conectores de alimentación encapsulados convencionales, se usan gases aislantes que comprenden un compuesto dieléctrico que tiene un punto de ebullición inferior a -25 º C con el fin de evitar la condensación en el intervalo completo de temperatura de operación. La presión requerida del gas aislante y/o la cantidad del compuesto dieléctrico comprendido en el gas aislante están gobernadas por la medida de la presión gaseosa (con o sin compensación de temperatura) o la medida directa de la densidad.

El equipo usado para la medida de la presión gaseosa es generalmente relativamente complejo y caro.

Además, se requiere habitualmente que el gas aislante tenga una pequeña sobrepresión, que en los conectores de alimentación de media tensión varía habitualmente de aproximadamente 100 mbar a aproximadamente 500 mbar (10, 0 kPa a 50, 0 kPa) , con el fin de permitir una medida de presión precisa en el espacio aislante del conector de alimentación. Debido a esta sobrepresión, la carcasa del conector de alimentación puede estar sometida a estrés mecánico y por lo tanto ser propensa a fugas de gas si no se toman las medidas técnicas apropiadas.

Sin embargo, los requisitos de estanqueidad del gas de los conectores de alimentación usados en la actualidad son muy estrictos, debido a que los gases aislantes convencionales con un alto aislamiento y rendimiento de extinción de arco tienen cierto impacto medioambiental cuando se liberan a la atmósfera y, en particular, tienen un potencial de calentamiento global (GWP) relativamente alto.

Por esta razón, la carcasa del conector de alimentación debe ser muy robusta incluso en las condiciones de 35 sobrepresión mencionadas anteriormente.

Además, para permitir que se lleven a cabo trabajos de reparación en el interior de la carcasa, se requieren medios para evacuar la carcasa antes de que se abra y reintroducir el gas aislante posteriormente, antes de que se pueda reiniciar la operación del conector de alimentación.

La construcción de la carcasa de un conector de alimentación es por lo tanto relativamente compleja, lo que contribuye adicionalmente -además del caro equipo de medición de la presión gaseosa-al coste relativamente alto de los conectores de alimentación convencionales.

Con respecto al impacto potencial de los conectores de alimentación en el medio ambiente y los correspondientes requisitos de construcción de la carcasa, se han realizado esfuerzos en el pasado para reemplazar los gases aislantes convencionales por sustitutos adecuados. Por ejemplo, el documento de Patente WO 2008/073790 divulga un compuesto gaseoso dieléctrico que, entre otras características tiene un punto de ebullición en el intervalo de aproximadamente -20 º C a aproximadamente -273 º C, que es poco consumidor de ozono, preferentemente no consumidor de ozono, y que tiene un GWP menor de aproximadamente 22.200. Específicamente, el documento de Patente WO 2008/073790 divulga cierto número de compuestos diferentes que no entran dentro de una definición química genérica.

Además, el documento de Patente EP-A-0670294 divulga el uso de perfluoropropano como gas dieléctrico y el 55 documento de Patente EP-A-1933432 se refiere a trifluoroyodometano (CF3I) y a sus usos como gas aislante en un conector de alimentación de aislamiento gaseoso.

Para mejorar la fuerza del campo de descarga en comparación con los medios aislantes convencionales, el documento de Patente US-A-9175098 sugiere un aislante gaseoso que comprende un compuesto seleccionado entre el grupo de perfluorociclohexeno y hexafluoroazometano.

Sin embargo, el uso de los compuestos de acuerdo con los documentos ofrecidos anteriormente en un conector de alimentación encapsulado requiere medios de medida de la presión gaseosa sofisticados, como se ha señalado anteriormente. Además, si fugan grandes cantidades del gas aislante al exterior de la carcasa, el tiempo de reacción 65 para establecer propiedades suficientemente aislantes es a menudo relativamente largo. En este caso, se tiene que desconectar inmediatamente el panel para evitar daños en el conector de alimentación.

El objeto de la presente invención es, por lo tanto, proporcionar un conector de alimentación encapsulado que se pueda operar de forma ecológica y que al mismo tiempo permita un diseño muy simple y rentable cumpliendo los más altos requisitos de seguridad.

El objeto se consigue mediante la materia objeto de las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferentes de la invención.

La expresión "conector de alimentación encapsulado" de acuerdo con la presente invención incluye un conector de alimentación encapsulado con metal (o de otro modo) aislado con aire o aislado con gas.

La expresión "parte eléctrica activa" usada en el contexto de la presente invención se ha de interpretar ampliamente incluyendo un conductor, un dispositivo conductor, un conmutador, un componente conductor, y similares.

Debido a la característica de que el compuesto dieléctrico comprendido en el medio aislante comprende un compuesto dieléctrico que tiene un punto de ebullición superior a -25 º C, la presente invención permite que se establezca un sistema bifásico. Dicho sistema comprende en condiciones operacionales un gas aislante que comprende una parte gaseosa del compuesto dieléctrico. La parte gaseosa está en equilibrio con una parte líquida del compuesto dieléctrico. De ese modo, la parte líquida funciona como depósito del compuesto dieléctrico que a una presión parcial de gas demasiado baja entra en la fase gaseosa.

La presente invención se basa en el descubrimiento de que mediante la elección adecuada del compuesto dieléctrico, se puede conseguir una concentración del compuesto dieléctrico en el gas aislante de tal sistema bifásico que es suficiente para la mayoría de las aplicaciones de un conector de alimentación encapsulado, y en particular para un conector de alimentación encapsulado de media tensión.

A la vista de esto, son particularmente preferentes los compuestos dieléctricos que tienen una presión de vapor relativamente alta. Se describirán ejemplos de tales compuestos dieléctricos con detalle posteriormente.

Si el gas aislante fuga al exterior de la carcasa, se mantiene el equilibrio entre la fase líquida y gaseosa -y por lo tanto la concentración requerida del compuesto dieléctrico en el gas aislante-o se restablece fácilmente. Por lo tanto, el rendimiento aislante requerido se mantiene incluso si la carcasa fuga. En consecuencia, no es necesaria ninguna interrupción inmediata de la operación, lo que hace que el conector de alimentación sea muy seguro.

Debido al hecho de que se puede establecer fácilmente una concentración suficiente de compuesto dieléctrico y por lo tanto un rendimiento aislante suficiente siempre que al menos una parte... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Conector de alimentación encapsulado que comprende una carcasa (4) que define un espacio aislante (6) y una parte eléctrica activa (8; 9, 11a, 11b, 11c) dispuesta en el espacio aislante (6) , comprendiendo dicho espacio aislante (6) un medio aislante, caracterizado por que el medio aislante comprende un compuesto dieléctrico que tiene un punto de ebullición superior a -25 º C y que es una fluorocetona que tiene de 4 a 12 átomos de carbono.

2. Conector de alimentación encapsulado de acuerdo con la reivindicación 1, teniendo el compuesto dieléctrico un punto de ebullición superior a -20 º C, preferentemente superior a -5 º C. 10

3. Conector de alimentación encapsulado de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que la fluorocetona tiene de 4 a 10 átomos de carbono, más preferentemente de 4 a 8 átomos de carbono, y lo más preferentemente 6 átomos de carbono.

4. Conector de alimentación encapsulado de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que la fluorocetona es una cetona perfluorada que tiene la fórmula molecular C6F12O, y lo más preferentemente es dodecafluoro-2metilpentan-3-ona.

5. Conector de alimentación encapsulado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que en condiciones operacionales el medio aislante comprende un gas aislante que comprende una parte gaseosa del compuesto dieléctrico, estando dicha parte gaseosa en equilibrio con una parte líquida del compuesto dieléctrico.

6. Conector de alimentación encapsulado de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que el gas aislante 25 es una mezcla gaseosa, que comprende además un gas portador.

7. Conector de alimentación encapsulado de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que el gas portador comprende aire o comprende al menos un componente del aire, seleccionado en particular entre el grupo que consiste en dióxido de carbono, oxígeno y nitrógeno.

8. Conector de alimentación encapsulado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado por que comprende un receptáculo (14) determinado para comprender al menos una porción de la parte líquida del compuesto dieléctrico comprendido en la carcasa (4) .

9. Conector de alimentación encapsulado de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que comprende además medios de recogida (15; 12â?, 12aâ?, 12bâ?) para recoger al menos una porción de la parte líquida del compuesto dieléctrico y transferirla al receptáculo (14) .

10. Conector de alimentación encapsulado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado por que comprende además un indicador (18) para determinar la cantidad de la parte líquida del compuesto dieléctrico en el espacio aislante (6) , estando dispuesto dicho indicador (18) en un espacio separado del espacio aislante (6) y estando conectado con el receptáculo (14) .

11. Conector de alimentación encapsulado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, comprendiendo 45 la carcasa (4) una superficie transparente que permite que se vea desde el exterior el receptáculo (14) y/o el indicador (18) , respectivamente.

12. Conector de alimentación encapsulado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, siendo el conector de alimentación un conector de alimentación encapsulado con metal. 50

13. Conector de alimentación encapsulado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, siendo el conector de alimentación un conector de alimentación encapsulado de media tensión.

14. Proceso para proporcionar un conector de alimentación encapsulado de acuerdo con cualquiera de las

reivindicaciones 5 a 13 por introducción de un compuesto dieléctrico en el espacio aislante (6) del conector de alimentación, donde la cantidad del compuesto dieléctrico introducida es tal que en condiciones operacionales el medio aislante comprende un gas aislante que comprende una parte gaseosa del compuesto dieléctrico, estando dicha parte gaseosa en equilibrio con una parte líquida del compuesto dieléctrico.

15. Proceso de acuerdo con la reivindicación 14, donde el compuesto dieléctrico se introduce en forma líquida, tras lo que solo una parte del compuesto dieléctrico se evapora en el espacio aislante (6) .

16. Proceso de acuerdo con la reivindicación 15, donde el compuesto dieléctrico se introduce en la parte del fondo del espacio aislante (6) . 65