Procedimiento para el apantallado del campo magnético generado por una línea de transmisión de energía eléctrica (100) que se compone al menos de un cable eléctrico (101a,

101b, 101c), comprendiendo dicho procedimiento la provisión de la pantalla magnética (200) en una posición radialmente exterior a dicho al menos un cable eléctrico (101a, 101b, 101c), caracterizado porque dicha pantalla magnética (200) comprende: - una primera capa radialmente interior (201), que comprende al menos un primer material ferromagnético y - al menos una segunda capa (202), radialmente exterior a la primera capa radialmente interior (201), que comprende al menos un segundo material ferromagnético, siendo la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un primer material ferromagnético más baja que la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un segundo material ferromagnético

La presente invención se refiere a un procedimiento para el apantallado del campo magnético generado por una línea de transmisión de energía eléctrica.

La presente invención también se refiere a una línea de transmisión de energía eléctrica apantallada magnéticamente y a una pantalla magnética multicapa diseñada para proporcionar el apantallado magnético a dicha línea de transmisión.

En general, una línea de transmisión de energía eléctrica de alta potencia se diseña para soportar tensiones del orden de cientos de kV (típicamente 400 kV) y corrientes del orden de cientos de amperios (típicamente 300 -2000 A). Por lo tanto la energía eléctrica transmitida en estas líneas puede alcanzar valores del orden de miles de MVA, típicamente 1000 MVA.

En general, la corriente eléctrica transmitida por dichas líneas es del tipo alterna de baja frecuencia. Para las finalidades de la presente descripción, la expresión “baja frecuencia” indica frecuencias de menos de 400 Hz, típicamente 50 ó 60 Hz.

En particular, la presente invención se refiere a un cable para la transmisión o distribución de energía eléctrica en alta tensión, con corriente alterna de baja frecuencia.

Para las finalidades de la presente descripción, la expresión “baja tensión” indica una tensión de menos de aproximadamente 1 kV, la expresión “media tensión” indica una tensión en el intervalo de aproximadamente 1 kV a aproximadamente 30 kV y la expresión “alta tensión” indica una tensión de más de aproximadamente 30 kV.

Dichas líneas de transmisión se usan convencionalmente para la transmisión de energía eléctrica desde las centrales de generación de energía eléctrica a los centros de población, a través de distancias del orden de decenas de km (normalmente 10 -100 km).

En general, dichas líneas están enterradas y, preferentemente, localizadas dentro de conductos posicionados a una profundidad de aproximadamente 1 -1,5 m por debajo del nivel del suelo.

En una configuración usada convencionalmente, dichas líneas de transmisión son del tipo trifásico, compuestas de 3 cables separados, preferentemente combinados entre sí para formar una estructura en trébol.

En el espacio que rodea inmediatamente a los cables, el campo magnético H, generado por la corriente que circula en dichos cables, puede alcanzar valores particularmente altos, por ejemplo del orden de 103 A/m.

Por lo tanto, esto significa que la inducción magnética B a nivel del suelo debido al campo magnético H puede alcanzar valores particularmente altos, por ejemplo del orden de 20 -60 µT, dichos valores dependen también de la disposición entre sí de los cables individuales que forman la línea de transmisión anteriormente mencionada.

Aunque hasta el presente no hay datos verificados científicamente que demuestren ningún efecto perjudicial sobre un cuerpo humano producidos por una exposición continua a los campos magnéticos de dicha entidad, generados por fuentes de baja frecuencia (por ejemplo del orden de 50 Hz, en otras palabras a frecuencia industrial), recientemente la comunidad científica internacional ha estado prestando una atención particular a este problema que forma parte del fenómeno más complejo generalmente conocido como “electropolución”.

Este término significa la polución producida por los campos eléctricos, magnéticos y electromagnéticos que se producen comúnmente por los equipos eléctricos e instalaciones eléctricas en general.

En ese escenario, el Solicitante ha intentado mantener la inducción magnética, generada por una línea de transmisión de energía eléctrica en o por debajo del valor umbral.

Por lo tanto, para preservar la salud de la población y proteger el entorno, el solicitante ha considerado que un valor de umbral de no más de 0,5 µT, y preferentemente no más de 0,2 µT, era suficientemente conservador.

Son conocidas en la técnica algunas soluciones técnicas diseñadas para apantallar el campo magnético generado por una línea de transmisión de energía eléctrica.

El artículo de P. Argaut, J.Y. Daurelle, F. Protat, K. Savina y C.A. Wallaert, "Shielding technique to reduce magnetic fields from buried cables", A 10.5, JICABLE 1999, por ejemplo, describe algunas soluciones para el apantallado de los campos magnéticos generados por una línea enterrada que se compone de tres cables separados.

En particular, describe los resultados de algunas simulaciones realizadas mediante el uso tanto de pantallas de sección abierta (por ejemplo una hoja de material ferromagnético situada por encima de los cables), como de pantallas de sección cerrada (por ejemplo un conducto de sección rectangular hecha de material ferromagnético, que contiene los tres cables en su interior).

Más aún, dicho artículo también analiza la dependencia de la eficiencia del apantallado sobre una pluralidad de factores, tal como la permeabilidad magnética relativa del material de apantallado usado, el grosor de dicho material y la posición de la pantalla magnética con respecto a los cables.

De acuerdo con el artículo anteriormente mencionado, el material óptimo para el apantallado de dicha línea es uno que tenga una permeabilidad magnética relativa en el intervalo de desde 700 a 1000 y un grosor en el intervalo de 3 mm a5mm.

Adicionalmente, en el caso en que se use una pantalla del tipo de sección cerrada, dicho artículo desvela que la posición relativa óptima de los cables y la pantalla es aquella de acuerdo con la que los cables se sitúan aproximadamente a 1/3 de la distancia desde la parte superior de la pantalla.

Finalmente, se señala que se pueden obtener factores de apantallado del campo magnético, generado por dicha línea, de aproximadamente 5 -7 con pantallas de sección abierta, mientras que se pueden obtener factores de apantallado de aproximadamente 15 -20 con pantallas de sección cerrada.

Adicionalmente, se pueden obtener factores de apantallado de aproximadamente 30-50 en el caso en el que la pantalla de sección cerrada se coloque muy cerca de los cables, por ejemplo en el caso en el que se envuelve una hoja de material ferromagnético directamente alrededor de los tres cables.

La solicitud de patente (Kokai) JP 10-117083 describe una solución adicional para el apantallado del campo magnético generado por un cable de transmisión de energía eléctrica.

En detalle, la solución propuesta consiste en realizar una tubería de material ferromagnético dentro de la que se pueden colocar los cables de la línea de transmisión. Preferentemente, dicha tubería se produce mediante el devanado en espiral de una banda de material magnético sobre un soporte tubular, tal como un tubo de material de resina o metálico, dentro del que se colocan dichos cables.

Este devanado en espiral se puede realizar en una única etapa, para formar una única capa de apantallado o es posible proporcionar una pluralidad de etapas para formar una pluralidad de capas sobrepuestas del mismo material de apantallado.

En el ejemplo descrito, la banda se realiza de acero de grano orientado y tiene una permeabilidad magnética mayor en una dirección paralela a la dirección de devanado que en la dirección perpendicular a dicha dirección de devanado.

La expresión “grano orientado” indica un material en el que los dominios del cristal (grano) tienen esencialmente una dirección preferida de alineación.

Esta alineación se puede evaluar mediante procedimientos conocidos, por ejemplo mediante examen con microscopio óptico o mediante difractometría de rayos X y se puede producir mediante un proceso de laminación y recocido especial, como se ha descrito, por ejemplo, en el documento EP-606.884.

El documento US-5.389.736 se refiere a un cable, particularmente un cable de control o un cable para transmisión de energía a alta frecuencia (del orden de varios MHz), específicamente para uso naval, provisto con una pantalla para el apantallado electromagnético de los conductores del cable.

De acuerdo con dicho documento, esta pantalla es tal que proporciona, además del efecto de apantallado deseado, una buena resistencia a la temperatura, incluso en el caso de fuego, y una buena flexibilidad del cable con un grosor de pantalla limitado.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el apantallado del campo magnético generado por una línea de transmisión de energía eléctrica (100) que se compone al menos de un cable eléctrico (101a, 101b, 101c), comprendiendo dicho procedimiento la provisión de la pantalla magnética (200) en una posición radialmente exterior a dicho al menos un cable eléctrico (101a, 101b, 101c), caracterizado porque

dicha pantalla magnética (200) comprende:

- una primera capa radialmente interior (201), que comprende al menos un primer material ferromagnético y

- al menos una segunda capa (202), radialmente exterior a la primera capa radialmente interior (201), que comprende al menos un segundo material ferromagnético,

siendo la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un primer material ferromagnético más baja que la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un segundo material ferromagnético.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que en dicha pantalla magnética (200) comprende además al menos una tercera capa, radialmente exterior a la al menos una segunda capa (202), comprendiendo al menos un tercer material ferromagnético, siendo la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un segundo material ferromagnético más baja que la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un tercer material ferromagnético.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicha pantalla magnética (200) comprende además al menos una cuarta capa, radialmente exterior a la al menos una tercera capa, comprendiendo al menos un cuarto material ferromagnético, siendo la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un tercer material ferromagnético más baja que la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un cuarto material ferromagnético.

4. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 que comprende además la provisión de al menos un elemento de apantallado (400) en una posición radialmente exterior a dicha pantalla magnética (200).

5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 4, que comprende además la provisión de un conducto (102) dentro del que se ha de colocar el al menos un cable eléctrico (101a, 101b, 101c).

6. Procedimiento de acuerdo con la Reivindicación 5, que comprende además el enterrado de dicho conducto (102) en una zanja de profundidad predeterminada.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, que comprende la colocación de dicho al menos un cable (101a, 101b, 101c) en dicho conducto (102) de tal manera que el centro de gravedad de la sección transversal de dicho al menos un cable (101a, 101b, 101c) esté cercano al centro geométrico de una sección correspondiente de dicho conducto (102).

8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además el devanado de al menos un elemento alargado (103) alrededor del dicho al menos un cable (101a, 101b, 101c).

9. Línea de transmisión de energía eléctrica (100), que comprende:

- al menos un cable eléctrico (101a, 101b, 101c) y -una pantalla magnética (200) colocada en una posición radialmente exterior a dicho al menos un cable eléctrico (101a, 101b, 101c),

caracterizado porque

dicha pantalla magnética (200) comprende:

- una primera capa radialmente interior (201) que comprende al menos un primer material ferromagnético, y -al menos una segunda capa (202) radialmente exterior a la primera, que comprende al menos un segundo material ferromagnético,

en el que la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho primer material ferromagnético es más baja que la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un segundo material ferromagnético.

10. Línea de transmisión (100) de acuerdo con la reivindicación 9, en la que dicha pantalla magnética (200) comprende además al menos una tercera capa, radialmente exterior a la al menos una segunda capa (202), comprendiendo al menos un tercer material ferromagnético, siendo la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un segundo material ferromagnético más baja que la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un tercer material ferromagnético.

11. Línea de transmisión (100) de acuerdo con la reivindicación 10, en la que dicha pantalla magnética (200)

comprende además al menos una cuarta capa, radialmente exterior a la al menos una tercera capa, comprendiendo al menos un cuarto material ferromagnético, siendo la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un tercer material ferromagnético más baja que la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un cuarto material ferromagnético.

12. Línea de transmisión (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en la que dicha primera capa radialmente interior (201) y la al menos una segunda capa (202) se sobreponen radialmente y en contacto entre sí.

13. Línea de transmisión (100) de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 9 a 12, en la que dicha pantalla magnética (200) se sobrepone sobre dicho al menos un cable eléctrico (101a, 101b, 101c) y está en contacto con este último.

14. Línea de transmisión (100) de acuerdo con una cualquiera de las Reivindicaciones 9 a 13, que comprende un conducto (102) dentro del que se coloca dicho al menos un cable eléctrico (101a, 101b, 101c).

15. Línea de transmisión (100) de acuerdo con la Reivindicación 14, en el que dicha pantalla magnética (200) está en contacto con la superficie radialmente exterior de dicho conducto (102).

16. Línea de transmisión (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, que comprende además un elemento de apantallado (400) que comprende al menos un material ferromagnético, estando colocado dicho elemento de apantallado (400) en una posición radialmente exterior a dicha pantalla magnética (200).

17. Línea de transmisión (100) de acuerdo con la Reivindicación 16, en la que dicho elemento de apantallado (400) se sobrepone sobre la dicha al menos una segunda capa (202) y está en contacto con esta última.

18. Línea de transmisión (100) de acuerdo con la Reivindicación 14, que comprende además un elemento de apantallado (400) que comprende al menos un material ferromagnético, estando colocado dicho elemento de apantallado (400) en una posición radialmente exterior a dicho conducto (102) en contacto con este último.

19. Línea de transmisión (100) de acuerdo con la Reivindicación 18, en la que dicha primera capa radialmente interior (201) y dicha al menos una segunda capa (202) están radialmente sobrepuestas sobre dicho al menos un cable eléctrico (101a, 101b, 101c) de dicha línea de transmisión (100) y dicha primera capa radialmente interior

(201) está en contacto con dicho conducto (102).

20. Línea de transmisión (100) de acuerdo con una cualquiera de las 1. a 18, en la que la curva de magnetización de dicho al menos un material ferromagnético de dicho elemento de apantallado (400) alcanza un pico en el valor del campo magnético de la tierra (HTierra).

21. Línea de transmisión (100) de acuerdo con una cualquiera de las Reivindicaciones 9 a 20, que comprende además un elemento alargado (103) devanado en espiral alrededor de dicho al menos un cable (101a, 101b, 101c).

22. Línea de transmisión (100) de acuerdo con la Reivindicación 21, en la que dicho elemento alargado (103) es una cuerda de material dieléctrico.

23. Línea de transmisión (100) de acuerdo con la Reivindicación 22 en la que dicho material dieléctrico se selecciona de entre el grupo que comprende: fibras de poliamida, fibras de aramida y fibras de poliéster.

24. Pantalla magnética multicapa (200), que comprende:

- una primera capa radialmente interior (201) que comprende al menos un primer material ferromagnético y -al menos una segunda capa (202) radialmente exterior a dicha una primera capa (201) y que comprende al menos un segundo material ferromagnético,

en la que la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un primer material ferromagnético es más baja que la permeabilidad magnética relativa máxima de dicho al menos un segundo material ferromagnético.

25. Pantalla magnética multicapa (200) de acuerdo con la Reivindicación 24, en la que la permeabilidad magnética relativa máxima de los materiales ferromagnéticos que forman cada capa (201, 202) de dicha pantalla (200) aumentan desde dicha una primera capa (201) hacia dicha al menos una segunda capa (202).

26. Pantalla magnética multicapa (200) de acuerdo con la Reivindicación 24, en la que cada capa (201, 202) de dicha pantalla (200) se produce mediante encintado.

27. Pantalla magnética multicapa (200) de acuerdo con la Reivindicación 26, en la que cada capa se forma a partir de una pluralidad de devanados.

28. Pantalla magnética multicapa (200) de acuerdo con la Reivindicación 24, en la que cada capa (201, 202) de dicha pantalla (200) tiene una forma tubular.

29. Pantalla magnética multicapa (200) de acuerdo con la Reivindicación 28, en la que dicha forma tubular se produce mediante extrusión.

30. Pantalla magnética multicapa (200) de acuerdo con la Reivindicación 28, en la que dicha forma tubular se produce mediante laminado y posteriores doblado y soldadura.

5 31. Pantalla magnética multicapa (200) de acuerdo con una cualquiera de las Reivindicaciones 24 a 30, en la que cada capa (201, 202) de dicha pantalla magnética (200) fabricada de material ferromagnético elegido de entre el grupo que comprende: acero al silicio, aleaciones de vidrio metálico o materiales de polímero rellenados con materiales ferromagnéticos.

32. Pantalla magnética multicapa (200) de acuerdo con la Reivindicación 31, en la que dichos materiales ferromagnéticos, con los que se rellenan dichos materiales de polímero, se eligen dentro del grupo que comprende: nanopartículas ferromagnéticas, ferrita en polvo y virutas de hierro.