Conductor para bobinas refrigeradas por líquido.

Conductor para bobinas refrigeradas por líquido, sobre todo para bobinas de transformador,

con una cubiertaaislante que recubre el conductor como un todo, donde por lo menos una capa de la cubierta rodea el conductorcubriéndolo por completo, caracterizado porque una capa externa (3) de la cubierta, de por lo menos dos capas (2,3), presenta aperturas (4), mallas (5) o flecos.

Conductor para bobinas refrigeradas por líquido

La presente invención hace referencia a un conductor para bobinas refrigeradas por líquido, sobre todo para bobinas de transformador o de inductancia según la definición general de la reivindicación principal. La invención también hace referencia a un transformador refrigerado por líquido y una bobina de inductancia refrigerada por líquido.

Una bobina de un transformador refrigerado por aceite o de un dispositivo eléctrico similar de mayor potencia, constituida por un conductor conforme al tipo, regularmente está atravesada por canales de refrigeración que conducen un líquido refrigerante, que por ejemplo puede ser aceite, para disipar la energía térmica resultante de pérdidas óhmicas. El calentamiento que se produce en el conductor debe penetrar una cubierta aislada, que por lo general se encuentra directamente junto al conductor y está fabricada en papel, y una capa límite que se forma en una superficie de esa cubierta. Allí se genera, tanto en la cubierta como en la capa límite, un gradiente de temperatura y, con ello, una diferencia de temperatura entre el conductor y el líquido refrigerante. Cuando se tiene una medida establecida del calor que se debe evacuar, esta diferencia de temperatura es una medida determinante para la elección de las dimensiones del conductor y de la correspondiente bobina.

Es por ello que, para asegurar una refrigeración lo suficientemente buena, para las bobinas con conductores según el estado actual de la técnica, a menudo se deben elegir dimensiones mayores a las deseables. Por las documentaciones EP 0746861 B1 y EP 1079500 A1 se conocen conductores para bobinas de transformador que están compuestos por varios elementos conductores y presentan una cubierta reticulada o perforada de manera tal que el correspondiente líquido refrigerante puede fluir a través del revestimiento y circular por cada uno de los elementos conductores. De esa manera, si bien se logra un efecto de refrigeración, es a costa de un aislamiento claramente peor del respectivo conductor, donde en vez de aislar el conductor como un todo, solamente se aíslan los elementos conductores por medio de una delgada capa de laca. Por eso, el uso de un conductor de ese tipo es posible solamente con tensiones relativamente bajas, de hasta unos 25 kV, ya que tensiones más altas exigen una cubierta que se hermetice totalmente.

La presente invención tiene entonces como objeto desarrollar un conductor para bobinas refrigeradas por líquido, que permita una mejor refrigeración, incluso en el funcionamiento con tensiones más altas y que posibilite con ello una realización de dispositivos eléctricos con dimensiones menores.

Este objeto se logra, acorde a la invención, por medio de un conductor con las características señaladas en la reivindicación principal, junto con las características de la definición general de la reivindicación principal, así como por medio de un transformador y una bobina de inductancia con las características de la reivindicación 13. De las características de las reivindicaciones secundarias resultan diseños ventajosos de la invención.

Gracias a que el conductor presenta una cubierta aislante que lo rodea como un todo, donde por lo menos una capa de la cubierta rodea el conductor cubriéndolo de manera completa, pero al mismo tiempo, una capa exterior de la cubierta de por lo menos dos capas presenta aperturas, mallas o flecos, por un lado se logra un buen aislamiento eléctrico del conductor, que con ello es adecuado también para un funcionamiento con tensiones muy altas y, por el otro, una superficie del conductor o de la cubierta del conductor, que está estructurada de manera tal que un líquido refrigerante que circula a través del conductor, o por lo menos una película delimitadora de ese líquido refrigerante que se encuentra junto al conductor, se pone en movimiento turbulento. Por último, conduce a un intercambio de calor claramente mejorado en la superficie del conductor, mejorando así el efecto refrigerante por parte del líquido refrigerante que circula por el conductor y permitiendo una construcción más compacta de dispositivos eléctricos refrigerados con líquido con bobinas que están formadas por un conductor de ese tipo. Sobre todo los inductores o transformadores refrigerados por líquido, en los que por lo menos una, aunque preferentemente todas las bobinas, están compuestas por un conductor del tipo descrito, se pueden realizar así de una forma más ventajosa, en comparación con los dispositivos pertinentes según el estado actual de la técnica, con dimensiones más pequeñas y/o con una adecuación para tensiones de funcionamiento mayores. Así se consigue la ventaja descrita de una refrigeración mejorada, a pesar de que el líquido refrigerante no puede circular a través de la cubierta y, por ello, en el caso de un diseño del conductor a partir de varios elementos conductores, tampoco puede circular por éstos últimas de manera individual. Como flecos para generar turbulencia, los cuales puede presentar la capa externa de la cubierta en vez de o en forma adicional a aperturas y/o mallas, en este documento se deben señalar partes de la capa mencionada que se separan del conductor en forma de banderines.

Una capa de la cubierta del conductor puede estar formada por un recubrimiento del conductor con un material plano, preferentemente por un recubrimiento con una cinta que rodee el conductor en forma de espiral. Con ello es posible una fabricación muy simple de la cubierta o de la correspondiente capa de la cubierta. Naturalmente, también varias o todas las capas de la cubierta pueden estar compuestas de esa forma. Un material muy adecuado para una o varias capas de la cubierta es el papel, que es buen aislante, económico y debido a la elevada flexibilidad es fácil de procesar. Sobre todo la capa o las capas que forman una parte de la cubierta que envuelven el conductor cubriéndolo completamente pueden estar compuestas por una sencilla cinta de papel.

En una versión que se puede realizar de manera muy simple y económica también la capa exterior de un conductor acorde a la invención puede estar compuesta de papel, que se puede perforar para formar las aperturas, produciendo de esa manera la cualidad deseada de la superficie del conductor. En otra versión de la invención, también sencilla, la capa exterior está compuesta por una cinta que envuelve el conductor en forma de espiral, que tiene un reborde ranurado en distanciamientos no muy grandes, de manera que este reborde forma banderines o flecos separados del conductor, que influencian de la manera deseada un flujo del líquido refrigerante.

Para un efecto de remolino muy bueno, las distancias entre cada una de las ranuras de la cinta, que también pueden variar, pueden ser, por ejemplo, de entre una décima y una quinta parte del diámetro del conductor. También en un diseño como este de la capa exterior de la cubierta es posible la fabricación en papel.

Otra realización, también sencilla, de la capa exterior de la cubierta, que provoca una influencia ventajosa del flujo del líquido refrigerante, se da a partir de la utilización de una red o un tejido para esa capa. Para ser lo suficientemente estable y no conductor, un tejido o una red de ese tipo puede estar compuesto por plástico o fibra artificial, como por ejemplo poliamida o nylon. Por medio de las mallas de esta red o tejido, que según la viscosidad del líquido refrigerante, para lograr el efecto de remolino deseado, pueden tener, por ejemplo, un diámetro de entre 1 mm y 15 mm y en las versiones típicas de entre 1, 5 mm y 5 mm, se le da al conductor o a la cubierta del conductor una estructura de la superficie que rompe allí la capa límite del líquido refrigerante y tiene como consecuencia la generación de turbulencias de las correspondientes escalas de tamaño típicas.

En todas las versiones de la invención descritas, el flujo del líquido refrigerante o su capa límite no se limitan solamente de forma local, sino que se manipulan en toda la superficie del conductor y con ello se logra un mejor intercambio de calor que no es solamente local, sino de gran superficie. En una versión perforada o con aperturas de la capa exterior, este efecto es especialmente bueno cuando las aperturas tienen un diámetro de entre 2 mm y 10 mm; en líquidos refrigerantes y velocidades de flujo típicos, resultan óptimas las aperturas de un diámetro de entre 3 mm y 7 mm. Se obtiene una influencia homogénea del flujo, que favorece la formación de turbulencia plana, cuando la capa externa de la cubierta que posee aperturas... [Seguir leyendo]

1. Conductor para bobinas refrigeradas por líquido, sobre todo para bobinas de transformador, con una cubierta aislante que recubre el conductor como un todo, donde por lo menos una capa de la cubierta rodea el conductor cubriéndolo por completo, caracterizado porque una capa externa (3) de la cubierta, de por lo menos dos capas (2, 3) , presenta aperturas (4) , mallas (5) o flecos.

2. Conductor acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos una, preferentemente todas las capas (2, 3) de la cubierta, está formada por un revestimiento del conductor (1) .

3. Conductor acorde a las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque por lo menos una capa (2, 3) de la cubierta, preferentemente por lo menos cada una de las capas (2) , excepto la capa externa (3) , está compuesta por papel.

4. Conductor acorde a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la capa externa (3) está formada por papel perforado.

5. Conductor acorde a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la capa externa (3) está formada por una cinta ranurada en distancias regulares en un borde, de manera tal que en el borde se forman banderines, donde esta cinta es preferentemente de papel.

6. Conductor acorde a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la capa externa (3) está formada por una red o tejido, que preferentemente es de un plástico.

7. Conductor acorde a la reivindicación 6, caracterizado porque cada una de las mallas (5) tiene un diámetro de entre 1 mm y 15 mm, preferentemente de entre 1, 5 mm y 5 mm.

8. Conductor acorde a una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la capa externa (3) tiene aperturas (4) de un diámetro de entre 2 mm y 10 mm, preferentemente entre 3 mm y 7 mm.

9. Conductor acorde a una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la capa externa (3) cubre un porcentaje de entre 30% y 80% de la capa que se encuentra debajo (2) .

10. Conductor acorde a una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por medio de la capa (2) que cubre el conductor completamente, o las capas (2) de la cubierta que lo cubren completamente, está formada una película de un espesor de entre 0, 1 mm y 2 mm, preferentemente de entre 0, 2 mm y 1 mm.

11. Conductor acorde a una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque está compuesto por varios elementos conductores individuales, preferentemente por entre cinco y ciento noventa y ocho elementos conductores.

12. Conductor acorde a una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque tiene un corte transversal preferentemente rectangular de entre 0, 2 cm2 y 40 cm2.

13. Transformador refrigerado por líquido o inductor refrigerado por líquido, que contiene por lo menos una bobina de un conductor según una de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Transformador o inductor acorde a la reivindicación 13, caracterizado porque como medio refrigerante está previsto un aceite que rodea el conductor, preferentemente aceite mineral, o un líquido de éster que lo rodea.