Interruptor automático de alta tensión de tanque vivo que comprende:

- un aislador (20) de soporte; - al menos un interruptor (10) de corriente alargado dispuesto horizontalmente previsto en dicho aislador (20) de soporte; - bornes (30) conectados a los extremos de dicho interruptor de corriente; y - al menos un anillo (40) de efecto corona dispuesto rodeando al menos parcialmente uno de los bornes, caracterizado porque - dicho anillo (40) de efecto corona está dispuesto de tal forma que la distancia (d1) vertical entre la superficie interna del extremo inferior de dicho anillo de efecto corona y un eje (10a) central de dicho interruptor (10) de corriente alargado dispuesto horizontalmente es entre aproximadamente 1,5 y aproximadamente 4 veces más corta que la distancia (d2) entre la superficie interna del extremo superior de dicho anillo de efecto corona y dicho eje central.

Interruptor automático de alta tensión.

CAMPO DE INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un interruptor automático de alta tensión de tanque vivo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las redes de transmisión de energía eléctrica se protegen y controlan mediante interruptores automáticos de alta tensión. Tales interruptores automáticos se dividen en dos clases: interruptores automáticos de tanque vivo (LTB) en los que el recinto que contiene el mecanismo interruptor se encuentra al potencial de la línea y los interruptores automáticos encerrados en metal (MEB) en los que los recintos se encuentran a potencial de tierra.

Los interruptores automáticos de tanque vivo a altos niveles de tensión tienen que manejar el elevado potencial en los electrodos de borne a los que se conectan los tubos o cables para pasar la corriente a través del interruptor automático. El elevado potencial crea un esfuerzo de campo eléctrico alto en los electrodos de borne. Normalmente los electrodos de borne se apantallan con anillos de efecto corona, cuyo propósito es reducir el esfuerzo de campo eléctrico local por medio de su forma suave y su área relativamente grande comparada con los bornes.

Son habituales dos diseños diferentes de anillo de efecto corona. Cualquiera de los anillos de efecto corona se sitúan lo más cerca posible del electrodo de borne. Si se utilizan condensadores o resistores de preinserción, se utiliza la misma filosofía. Alternativamente, un anillo de efecto corona circular se sitúa simétricamente alrededor del eje central del interruptor automático.

El medio aislante externo del interruptor automático de tanque vivo es aire. El aislamiento externo se verifica con ensayos dieléctricos siguiendo los requisitos en las normas pertinentes. Estos ensayos de verificación para interruptores automáticos de alta tensión incluyen ensayos tanto en seco como en mojado ya que el interruptor automático de alta tensión es un equipo de exterior.

El documento FR 2 707 713 da a conocer un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Durante tales ensayos en mojado en los que la lluvia se acumula por toda la superficie del interruptor automático y los anillos de efecto corona. El agua fluye hacia abajo sobre la superficie y se acumula en la posición más baja de cada parte individual del interruptor automático y finalmente cae desde la superficie hacia el suelo.

Las gotas de agua se verán afectadas por la alta tensión y cambiarán de forma; serán más afiladas de lo normal y aumentarán el esfuerzo de campo eléctrico local.

La invención se basa en la observación de que durante la conmutación entre tensiones en condiciones en mojado aumentará el campo eléctrico local en la parte baja de los anillos de efecto corona en comparación con las condiciones en seco.

Un objetivo de la presente invención es por tanto proporcionar un interruptor automático de alta tensión de tanque vivo con capacidad no disruptiva dieléctrica mejorada, en particular en condiciones en mojado.

Un objetivo adicional de la invención es proporcionar un interruptor automático de alta tensión tal que sea robusto, preciso, no complicado, de tamaño reducido, y económico, y que tenga un funcionamiento óptimo y que cumpla con los requisitos de seguridad existentes.

Los objetivos anteriores se alcanzan mediante interruptores automáticos de alta tensión según se reivindica en las reivindicaciones adjuntas.

Según un primer aspecto de la invención se proporciona un interruptor automático de alta tensión de tanque vivo que comprende un aislador de soporte, un interruptor de corriente alargado dispuesto horizontalmente previsto en el aislador de soporte, bornes conectados a los extremos del interruptor de corriente, y al menos un anillo de efecto corona dispuesto rodeando al menos parcialmente al menos uno de los bornes.

El anillo de efecto corona se dispone de tal forma que la distancia vertical entre la superficie interna del extremo inferior del anillo de efecto corona y un eje central del interruptor de corriente alargado dispuesto horizontalmente es entre aproximadamente 1, 5 y aproximadamente 4 veces más corta que la distancia entre la superficie interna del extremo superior del anillo de efecto corona y el eje central.

Si el interruptor automático de alta tensión de tanque vivo comprende un condensador y/o resistor alargados dispuestos horizontalmente conectados entre los bornes en paralelo con el interruptor de corriente, las distancias previas se miden con respecto al eje central del interruptor de corriente, el condensador, si está presente, o el resistor, si está presente, cualquiera que sea el situado más abajo.

Mediante el interruptor automático de alta tensión según la invención, se obtiene un campo eléctrico distribuido más uniformemente alrededor del anillo de efecto corona en presencia de agua. Como resultado el interruptor automático de alta tensión consigue una capacidad no disruptiva dieléctrica mejorada en condiciones en mojado.

Las condiciones en mojado son las más severas y el mismo tiempo las más difíciles de calcular y dimensionar teóricamente para cada diseño de interruptor automático. Por tanto se han ensayado experimentalmente diferentes diseños en un laboratorio de alta tensión y se ha hallado que el factor crítico es la posición vertical de los anillos de efecto corona. Una mejora considerable pudo hallarse dentro de los intervalos dados previamente.

En la mayoría de las situaciones parece que se alcanza un óptimo cuando la distancia entre la superficie interna del extremo inferior del anillo de efecto corona y el eje central del interruptor de corriente, el condensador, si está presente, o el resistor, si está presente, cualquiera que sea el situado más abajo, es aproximadamente el 30 % de la altura interna total del anillo de efecto corona.

También se han realizado esfuerzos para reproducir el resultado por medio de cálculos de campo eléctrico en 3D. Las limitaciones en el modelado de las gotas de agua, sin embargo, hacen poco fiables los resultados de los cálculos.

Otras características de la invención y ventajas de la misma serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de realizaciones preferidas de la presente invención dada a continuación en el presente documento y las figuras 1-4 que la acompañan, que se dan únicamente a modo de ilustración y por lo tanto no limitan la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 ilustra esquemáticamente en una vista en alzado lateral un interruptor automático de alta tensión según una realización de la invención.

La figura 2 ilustra esquemáticamente en una vista de extremo un interruptor de corriente y un anillo de efecto corona incluidos en el interruptor automático de alta tensión de figura 1.

La figura 3 ilustra esquemáticamente en una vista de extremo un interruptor de corriente, un condensador y un anillo de efecto corona incluidos en un interruptor automático de alta tensión según una realización adicional de la invención.

La figura 4 ilustra esquemáticamente en una vista de extremo un interruptor de corriente, un condensador, un resistor y un anillo de efecto corona incluidos en un interruptor automático de alta tensión según otra realización adicional de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES

A continuación se dará una descripción detallada de realizaciones preferidas de la presente invención. En esta descripción, el término alta tensión se utilizará para tensiones de 1 kV y superiores. Debe remarcarse, sin embargo, que la presente invención va dirigida fundamentalmente a interruptores automáticos de alta tensión con regímenes de tensiones muy superiores, tales como 245 kV y superiores.

La figura 1 ilustra esquemáticamente en una vista en alzado lateral un interruptor automático de alta tensión de tanque vivo monofásico, que comprende dos interruptores 10 de corriente alargados conectados en serie y dispuestos horizontalmente, dispuestos en un aislador 20 de soporte. Los interruptores 10 de corriente pueden designarse como interruptores o cámaras de extinción y el conjunto de dos interruptores de 10 corriente puede designarse como unidad... [Seguir leyendo]

1. Interruptor automático de alta tensión de tanque vivo que comprende:

- un aislador (20) de soporte;

- al menos un interruptor (10) de corriente alargado dispuesto horizontalmente previsto en dicho aislador (20) de soporte;

- bornes (30) conectados a los extremos de dicho interruptor de corriente; y

- al menos un anillo (40) de efecto corona dispuesto rodeando al menos parcialmente uno de los bornes, caracterizado porque

- dicho anillo (40) de efecto corona está dispuesto de tal forma que la distancia (d1) vertical entre la superficie interna del extremo inferior de dicho anillo de efecto corona y un eje (10a) central de dicho interruptor (10) de corriente alargado dispuesto horizontalmente es entre aproximadamente 1, 5 y aproximadamente 4 veces más corta que la distancia (d2) entre la superficie interna del extremo superior de dicho anillo de efecto corona y dicho eje central.

2. Interruptor automático según la reivindicación 1, en el que la distancia (d1) vertical entre la superficie interna del extremo inferior de dicho anillo de efecto corona y dicho eje (10a) central es entre aproximadamente 2 y aproximadamente 3 veces, y preferiblemente aproximadamente 7/3, más corta que la distancia (d2) entre la superficie interna del extremo superior de dicho anillo de efecto corona y dicho eje central.

3. Interruptor automático de alta tensión de tanque vivo que comprende:

- un aislador (20) de soporte;

- al menos un interruptor (10) de corriente alargado dispuesto horizontalmente previsto en dicho aislador (20) de soporte;

- bornes (30) conectados a los extremos de dicho interruptor de corriente;

- un condensador (50) y/o resistor (60) alargados dispuestos horizontalmente conectados entre los bornes en paralelo con el interruptor (10) de corriente; y

- al menos un anillo de efecto corona (50) dispuesto rodeando al menos parcialmente uno de los bornes, caracterizado porque

- dicho anillo (40) de efecto corona está dispuesto de tal forma que la distancia (d1) vertical entre la superficie interna del extremo inferior de dicho anillo de efecto corona y un eje (10a, 50a, 60a) central de dicho interruptor (10) de corriente alargado dispuesto horizontalmente, de dicho condensador (50) alargado dispuesto horizontalmente, o de dicho resistor (60) alargado dispuesto horizontalmente, cualquiera que sea el situado más abajo, es entre aproximadamente 1, 5 y aproximadamente 4 veces más corta que la distancia (d2) entre la superficie interna del extremo superior de dicho anillo de efecto corona y dicho eje central.

4. Interruptor automático según la reivindicación 1, en el que la distancia (d1) vertical entre la superficie interna del extremo inferior de dicho anillo de efecto corona y dicho eje (10a) central es entre aproximadamente 2 y aproximadamente 3 veces, y preferiblemente aproximadamente 7/3, más corta que la distancia (d2) entre la superficie interna del extremo superior de dicho anillo de efecto corona y dicho eje central.

5. Interruptor automático según cualquiera de reivindicaciones 1-4, en el que el anillo de efecto corona tiene forma toroidal y la distancia (d1+d2) vertical entre la superficie interna del extremo inferior de dicho anillo de efecto corona y la superficie interna del extremo superior de dicho anillo de efecto corona es el diámetro interno de dicho anillo de efecto corona.

6. Interruptor automático según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que el anillo de efecto corona tiene una barra esencialmente horizontal superior y una barra esencialmente horizontal inferior y la distancia (d1+d2) vertical entre la superficie interna del extremo inferior de dicho anillo de efecto corona y la superficie interna del extremo superior de dicho anillo de efecto corona es la distancia entre dichas barras.

7. Interruptor automático según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que el anillo de efecto corona es de extremo abierto.

8. Interruptor automático según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, que comprende un anillo de efecto corona dispuesto rodeando al menos parcialmente dicho uno de los bornes, estando dispuestos los anillos de efecto corona concéntricamente unos con respecto a otros.

9. Interruptor automático según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, que comprende un anillo de efecto corona dispuesto rodeando al menos parcialmente otro de los bornes, estando dispuestos los anillos de efecto corona concéntricamente unos con respecto a otros.

10. Interruptor automático según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, que comprende un interruptor (10) de co

rriente alargado dispuesto horizontalmente y bornes (30) conectados a los extremos del interruptor de corriente, estando dispuestos los interruptores de corriente concéntricamente unos con respecto a otros y estando conectados en serie, en el que dicho uno de los bornes, que está al menos parcialmente rodeado por el anillo (40) de efecto corona, es un borne externo de dichos interruptores de corriente conectados en serie; y que además comprende un anillo (40) de efecto corona dispuesto rodeando al menos parcialmente el otro borne externo de dichos interruptores de corriente conectados en serie, estando dispuestos los anillos de efecto corona concéntricamente unos con respecto a otros.

11. Interruptor trifásico automático de alta tensión de tanque vivo que comprende tres de los interruptores automáticos según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, uno para cada fase.