CONDUCTOR DE TRANSPORTE ELECTRICO PARA UNA LINEA AEREA.
Conductor de transporte eléctrico, en particular para líneas eléctricas aéreas,
y que consta de por lo menos un cordón compuesto central (1) constituido por fibras continuas de carbono impregnadas por una matriz de resina termoendurecible, estando revestido este cordón de por lo menos una capa de material aislante (2) y estando enrollados alrededor de este cordón hilos conductores de aluminio o de aleación de aluminio (3), caracterizado porque consta de un dispositivo de puesta en cortocircuito de dichas fibras y de dichos hilos conductores (3)
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07121598.
Solicitante: NEXANS.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: 16, RUE DE MONCEAU,75008 PARIS.
Inventor/es: LOBRY, JACQUES, MARTIN, MICHEL, GUERY,DANIEL.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 27 de Noviembre de 2007.
Fecha Concesión Europea: 16 de Septiembre de 2009.
Clasificación PCT:
- H01B3/36 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01B CABLES; CONDUCTORES; AISLADORES; ,o EMPLEO DE MATERIALES ESPECIFICOS POR SUS PROPIEDADES CONDUCTORAS, AISLANTES O DIELECTRICAS (empleo por las propiedades magnéticas H01F 1/00; guías de ondas H01P). › H01B 3/00 Aisladores o cuerpos aislantes caracterizados por el material aislante; Empleo de materiales por sus propiedades aislantes o dieléctricas. › productos de condensación de fenoles con aldehídos o cetonas.
- H01B3/47 H01B 3/00 […] › materiales plásticos reforzados con fibra, por ej. reforzados con vidrio.
- H01B5/10 H01B […] › H01B 5/00 Conductores o cuerpos conductores no aislados caracterizados por su forma. › retorcidos alrededor de un espacio, de material aislante u otro material conductor.
- H01B7/18 H01B […] › H01B 7/00 Conductores o cables aislados caracterizados por su forma. › por el uso, los esfuerzos mecánicos o las presiones.
- H01B7/26 H01B 7/00 […] › Reducción de pérdidas en las fundas o armaduras.
- H01B7/30 H01B 7/00 […] › con disposiciones para reducir pérdidas en los conductores cuando llevan corriente alterna, p. ej. debidas al efecto pelicular.
- H02G1/14 H […] › H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA. › H02G INSTALACION DE CABLES O DE LINEAS ELECTRICAS, O DE LINEAS O CABLES ELECTRICOS Y OPTICOS COMBINADOS (conductores o cables aislados con disposiciones para facilitar el montaje o la fijación H01B 7/40; puntos de distribución con interruptores H02B; guiado de cable de teléfono H04M 1/15; canalizaciones para cables o instalaciones de cables en las centrales telefónicas o telegráficas H04Q 1/06). › H02G 1/00 Métodos o aparatos especialmente adaptados para la instalación, mantenimiento, reparación, o desmontaje de cables o líneas eléctricas. › para unión o terminación de cables (unión de conductores eléctricos H01R 43/00).
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Conductor de transporte eléctrico para una línea aérea.
La invención trata sobre un conductor de transporte eléctrico para una línea aérea de alta tensión.
Se refiere de forma más precisa a un conductor que consta de por lo menos un cordón compuesto central constituido por fibras continuas e impregnadas por una matriz de resina termoendurecible, y alrededor del cual están dispuestos hilos conductores de aluminio o de aleación de aluminio.
Se describe un conductor de este tipo en el documento de patente JP 03-129606.
Según este documento de la técnica anterior, el cordón compuesto está constituido por fibras orgánicas o minerales, por ejemplo, de aramida, de carburo de silicio o de carbono, impregnadas por una resina sintética, preferentemente una resina epoxídica. Este cordón puede estar revestido de una resina de poliimida o encintado con una película de poliimida, formando una capa aislante. Alrededor de dicho cordón o de un conjunto de dichos cordones se enrollan hilos conductores de aluminio para formar un conductor de transporte eléctrico.
El revestimiento de poliimida tiene como función, en particular, evitar los problemas de corrosión en la interfaz entre los hilos conductores y el cordón que consta de las fibras de carbono.
Teniendo en cuenta la resistividad no nula de las fibras de carbono, una parte de la corriente principal se deriva desde las capas de hilos conductores de aluminio o aleación de aluminio a través de la capacidad formada por la asociación de estos hilos conductores, de la capa aislante y de las fibras de carbono. Aparece así una diferencia de potencial en los bornes de esta capa aislante. Esta diferencia de potencial da origen a un campo eléctrico potencialmente inadmisible para la capa aislante, cualquiera que sea la naturaleza de la matriz de material termoendurecible, cualquiera que sea la naturaleza y la puesta en práctica de la capa aislante y cualquiera que sea el número de capas de hilos conductores.
A través de cálculos, se puede constatar que la tensión eléctrica inducida en esta capa aislante es función de la longitud del conductor, de la intensidad de la corriente eléctrica transportada y es independiente de la tensión eléctrica entre fases.
Al estar destinados estos conductores a transportar una corriente eléctrica de intensidad que puede ser igual a dos veces la intensidad correspondiente a un cable usual equivalente, la tensión inducida en el revestimiento aislante puede provocar daños en este último a corto o medio plazo.
Para resolver este problema, la invención propone un conductor de transporte eléctrico, en particular, para líneas eléctricas aéreas y que consta de por lo menos un cordón compuesto central constituido por fibras continuas impregnadas por una matriz de resina termoendurecible, estando revestido este cordón de por lo menos una capa de material aislante y estando enrollados alrededor de este cordón hilos conductores de aluminio o de aleación de aluminio, caracterizado porque consta de un dispositivo de puesta en cortocircuito de dichas fibras y de dichos hilos conductores.
Según un modo de realización preferido, dicho dispositivo está dispuesto en por lo menos un extremo del conductor.
Y de forma ventajosa, dicho dispositivo de puesta en cortocircuito se realiza durante la confección de manguitos de anclaje o durante la confección de uniones en línea.
Por manguito de anclaje se entiende el manguito dispuesto sobre un poste y que sustenta un extremo del conductor. Por unión de línea se entiende una unión de extremo de conductores entre dos postes.
Dicho material aislante puede ser una poli-éter-éter-cetona.
Y preferentemente, dicho material aislante es poli (oxi-1,4-fenilen-oxi-1,4-fenilen-carbonil-1,4-fenileno).
Dicho material aislante puede estar constituido por al menos una cinta colocada sobre dicho cordón.
Y preferentemente, la naturaleza de dicho material aislante es fibra de vidrio.
Dichos hilos conductores se pueden enrollar según por lo menos una capa que recubra dicho cordón revestido de dicho material aislante.
Y preferentemente, el conductor consta de varios cordones compuestos de entre los cuales por lo menos uno está revestido de una de dichas capas de material aislante.
El conductor puede constar de varios cordones compuestos contenidos en una de dichas capas de material aislante.
Dichos hilos conductores dispuestos en capas pueden estar constituidos por hilos de forma redonda, trapezoidal o de Z. La forma de estos hilos conductores puede variar en función de la capa.
Dichas fibras son de carbono.
La invención se describe a continuación más detalladamente con la ayuda de figuras que no representan más que modos de realización preferidos de la invención.
La figura 1 es una vista en sección transversal de un conductor de transporte eléctrico, de acuerdo con la invención.
Las figuras 2A a 2C ilustran un primer modo de realización de la invención.
Las figuras 3A a 3C ilustran un segundo modo de realización de la invención.
En el caso de los conductores para líneas aéreas, deben tenerse en cuenta tres tipos de temperatura:
- - la temperatura máxima admitida en régimen permanente,
- - la temperatura máxima admitida durante sobrecargas de duraciones cortas, medias o largas,
- - la temperatura máxima admitida durante un cortocircuito.
Estos conductores son tales que la temperatura máxima admitida, en los tres casos antes citados, sea superior o igual a 200ºC, temperatura denominada más adelante temperatura de funcionamiento.
En la figura 1, se representa un conductor de transporte eléctrico en particular para líneas eléctricas aéreas, cuya temperatura de funcionamiento es superior o igual a 200ºC. El mismo consta de por lo menos un cordón compuesto central 1 constituido por fibras, filamentos continuos de fibras de carbono, impregnadas por una matriz de resina termoendurecible, preferentemente epoxídica, estando revestido dicho cordón por una capa de material aislante 2 y por hilos conductores de aluminio o de aleación de aluminio 3 que están enrollados alrededor de este cordón.
Mediante un procedimiento de pultrusión, las fibras continuas se impregnan con resina y a continuación el cordón formado se somete a un tratamiento térmico por elevación continua de temperatura.
Un cordón de refuerzo mecánico de este tipo tiene como ventaja el presentar un peso específico pequeño y el aceptar esfuerzos mecánicos importantes.
El cordón constituido por una pluralidad de filamentos continuos de fibras de carbono ensamblados e impregnadas con una resina epoxídica es tal que:
- - su esfuerzo mecánico de rotura es superior o igual a 2,6 G Pa,
- - su alargamiento de rotura es superior al 2%,
- - su módulo de elasticidad es superior a 90 G Pa,
- - su coeficiente de dilatación lineal es inferior a 2 10-6/ºC,
- - su peso específico es inferior a 2 kg/dm3,
- - su tasa en peso de fibras de carbono es superior al 70%,
- después de un envejecimiento durante 30 días a la temperatura de funcionamiento de 200ºC, su esfuerzo mecánico de rotura es superior o igual a 2,6 G Pa y esto en los dos casos siguientes: cordón bajo carga mecánica del 25% de su esfuerzo mecánico inicial y cordón sin carga mecánica,
- después de un enrollado de 180 º sobre un diámetro máximo de 120 veces el diámetro del cordón y sometiéndolo a continuación tres veces consecutivamente a una carga mecánica del 25% de su carga de rotura inicial, el cordón presenta un esfuerzo mecánico de rotura superior o igual a 2,6 G Pa.
El número de cordones compuestos utilizado para un conductor es tal que el mismo supera un ensayo de flexiones alternadas destinado a demostrar que los esfuerzos presentes durante un desenrollado bajo tensión mecánica en las poleas no afectan a o no deterioran las prestaciones del conductor.
El conductor se tensa al 15% de su carga de rotura nominal. En este conductor se instala un carro que consta de tres poleas...
Reivindicaciones:
1. Conductor de transporte eléctrico, en particular para líneas eléctricas aéreas, y que consta de por lo menos un cordón compuesto central (1) constituido por fibras continuas de carbono impregnadas por una matriz de resina termoendurecible, estando revestido este cordón de por lo menos una capa de material aislante (2) y estando enrollados alrededor de este cordón hilos conductores de aluminio o de aleación de aluminio (3), caracterizado porque consta de un dispositivo de puesta en cortocircuito de dichas fibras y de dichos hilos conductores (3).
2. Conductor según la reivindicación anterior, caracterizado porque dicho dispositivo está dispuesto en por lo menos un extremo del conductor.
3. Conductor según la reivindicación anterior, caracterizado porque dicho dispositivo de puesta en cortocircuito se realiza durante la confección de manguitos de anclaje y o durante la confección de uniones en línea.
4. Conductor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho material aislante es una poli-éter-éter-cetona.
5. Conductor según la reivindicación anterior, caracterizado porque dicho material aislante es poli (oxi-1,4-fenilen-oxi-1,4-fenilen-carbonil-1,4-fenileno).
6. Conductor según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicho material aislante está constituido por al menos una cinta colocada sobre dicho cordón (1).
7. Conductor según la reivindicación anterior, caracterizado porque la naturaleza de dicho material aislante es fibra de vidrio.
8. Conductor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos hilos conductores (3) están enrollados según por lo menos una capa que recubre dicho cordón (1) revestido de dicho material aislante.
9. Conductor según la reivindicación anterior, caracterizado porque consta de varios cordones compuestos (1A, 1B, 1C) de entre los cuales por lo menos uno está revestido de una de dichas capas de material aislante (2A, 2B, 2C).
10. Conductor según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque consta de varios cordones compuestos (1A, 1B, 1C) contenidos en una de dichas capas de material aislante (2).
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