Terminación de exteriores (OT) para un cable de alta tensión (CA),

que comprende: a) un cuerpo aislante (2) para recibir el cable de alta tensión (CA); b) un compuesto de relleno (3) previsto en el interior del cuerpo aislante (2) y que llena por lo menos una porción del espacio entre las paredes interiores

Terminación de exterior para cable de alta tensión.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una terminación de exteriores para un cable de alta tensión y a un procedimiento para la fabricación de una terminación de exteriores de este tipo.

Las terminaciones de exteriores para cables de alta tensión típicamente consisten en un cuerpo aislante en el que el cable de alta tensión con su núcleo de cable aislado está alojado. El cable de alta tensión está típicamente aislado con material plástico y el interior del cuerpo aislante se ha de rellenar con un compuesto de relleno aislante para proporcionar el aislamiento necesario. Típicamente, se usa un fluido aislante como compuesto aislante. Debido a que el compuesto de relleno es un líquido, el diseño de la terminación de exteriores ha de ser estanca a los gases y el líquido aislante también ha de estar en una fase líquida a bajas temperaturas operativas. Además, el cuerpo aislante ha de tener una construcción tal que los cambios de volumen del compuesto de relleno debido a los cambios de temperatura no provoquen cambios de presión que dañen el cuerpo aislante y provoquen posiblemente un escape de líquido aislante.

Además, el líquido aislante que tiene las características citadas anteriormente de ser todavía líquido a bajas temperaturas operativas es comparativamente caro.

La patente GB-A 2 336 252, que se considera que representa el antecedente más cercano, describe una terminación para un cable de energía eléctrica. El aislamiento en esta terminación se consigue, entre otros, mediante una mezcla de gránulos aislantes y un fluido eléctricamente aislante.

La patente US 4.943.685 describe un dispositivo para aislar y volver a aislar empalmes y terminaciones de cables. Pertenece al uso de gel polímero con fluido aislante atrapado como medios de aislamiento.

La patente FR-A 2 357 991 describe masas aislantes sobre la base de polímeros de silicona y cuentas de vidrio.

La presente invención se dirige en particular al problema de cómo se puede diseñar una terminaciones de exteriores que sea fácil de fabricar, de bajo coste y sea insensible a los cambios de temperatura.

Antecedentes de la invención

La figura 1 muestra una construcción típica de una terminación de exteriores OT. Comprende un cuerpo aislante 2 que tiene una cubierta superior 10 y una cubierta inferior 11, preferiblemente hechas de metal, es decir, una pieza de trabajo de metal superior 10 y una pieza de trabajo de metal inferior 11. En la pieza de trabajo de metal superior 10 está previsto un vástago conductor 9 con el que está conectado el núcleo del cable 5.1. La pieza de trabajo de metal inferior 10 también está conectada al cuerpo aislante 2 en su porción inferior, por ejemplo mediante tuercas y per- nos 11.1.

En el interior del cuerpo aislante 2 se extiende en cable CA, en el que el núcleo del cable 5.1 está rodeado por un aislamiento 5, que es típicamente un aislamiento de plástico.

En la porción inferior del cuerpo aislante 2 el cable de alta tensión CA está rodeado por una protección anticurvado 7 para evitar una rotura del cable. También prevista en la pieza de trabajo de metal inferior 11 (la placa de base) hay un casquillo de entrada 8 que tiene un conector 20.1.

A través del casquillo de entrada 8 se puede inyectar el compuesto de relleno 3 al interior del cuerpo aislante 2 de manera que el compuesto de relleno 3 llena por lo menos una porción del espacio entre las paredes interiores 2.1 del cuerpo aislante 2 y el aislamiento del cable 5. Típicamente, la terminación de exteriores está montada en una posición substancialmente vertical, de manera que se forma una cavidad 1 en la porción superior del cuerpo aislante 2.

Además, están previstos unos medios de control de campo eléctrico 4 en forma de un cono de tensión 4 en la porción inferior del cuerpo aislante 2 alrededor del aislamiento del cable 5 para ajustar de manera apropiada las condiciones del campo eléctrico en el interior del cuerpo aislante 2. Típicamente, el cuerpo aislante 2 está hecho de porcelana o es un aislamiento compuesto de resina epoxi y cubiertas de silicona.

Los componentes críticos de la terminación de exteriores OT mostrada en la figura 1 son, por supuesto, la pieza de trabajo de metal superior e inferior 10, 11 y, en particular, el propio compuesto de relleno 3, respecto a la estanqueidad a los líquidos y a los gases y respecto a las posibles fluctuaciones de temperatura y variaciones de la presión.

En primer lugar, el compuesto de relleno 3, por ejemplo de manera convencional un fluido aislante, ha de poseer las propiedades dieléctricas requeridas y ha de ser químicamente neutro respecto al material del cuerpo aislante 2, el aislamiento del cable 5 y el material del cono de tensión 4.

En segundo lugar, el fluido aislante también ha de estar en una fase líquida a bajas temperaturas operativas. Tal como se ha mencionado anteriormente, estos líquidos aislantes tienen unos costes altos. En particular, se ha de observar que estas terminaciones de exteriores para cables de alta tensión poseen bastante volumina en el interior del cuerpo aislante 2, de manera que el compuesto de relleno 3 de alto coste aumentará drásticamente el coste total de la terminación de exteriores OT. Típicamente, la terminación de exteriores tiene una longitud de entre 2 y 5 m y su volumen interior está comprendido entre 50 y 1000 litros.

En tercer lugar, se ha de considerar que la terminación de exteriores OT se coloca en un espacio abierto y, por lo tanto, está expuesta a todo tipo de influencias medioambientales, en particular grandes cambios de temperatura y/o grandes tensiones debidas a la nieve o al viento. Los cambios de temperatura provocan cambios en la volumina del compuesto de relleno 3 acompañado por cambios de presión. Incluso cuando se producen grandes cambios de temperatura, se ha de evitar bajo cualquier circunstancia que se produzca un escape en la parte inferior del cuerpo aislante 2. Por otro lado, cuando hay una gran caída en la temperatura, se ha de evitar que el aire se succione al interior de la cavidad 1 en la parte superior del cuerpo aislante 2. Generalmente, se acepta que el interior del cuerpo aislante 2 se ha de proteger contra presiones de varios bares.

Para asegurar que no se produce un escape en la porción inferior del cuerpo aislante 2 ni que se succione aire al interior de la cavidad 1, el cuerpo aislante 2 ha de estar sellado de una manera efectiva y esto requiere componentes con una alta precisión. A su vez, son necesarias varias etapas de montaje cuando se monta la terminación de exteriores OT en el ambiente, y esto se añade al coste de la terminación de exteriores OT.

En cuarto lugar, incluso después de haber instalado la terminación de exteriores OT se ha de realizar un mantenimiento regular, ya que la pérdida de líquido aislante puede influenciar substancialmente en las características operativas de la terminación de exteriores.

De esta manera, por un lado la cantidad substancial de líquido aislante 3 caro aumenta el coste de la terminación de exteriores y, por otro lado, la provisión de un líquido en el interior de cuerpo aislante 2 requiere etapas de montaje complicadas y requiere un mantenimiento regular. Esto se aplica a todos los cables de alta tensión CA, no solamente a los cables de alta tensión aislados con plástico.

Descripción de la técnica anterior

Una solución convencional para reducir el coste de la terminación de exteriores OT es intentar reducir la cantidad de fluido de aislamiento necesario 3. Por ejemplo, se han sugerido cuerpos aislantes 2 que tienen una forma troncocónica hacia la porción superior del cuerpo aislante 2 de manera que el volumen interior del cuerpo aislante 2 disminuye. En principio, es posible porque la resistencia del campo eléctrico disminuye hacia la porción superior del cuerpo aislante 2. Mientras que de esta manera el volumen interior del cuerpo aislante 2 puede disminuir en parte, por otro lado la fabricación del cuerpo aislante troncocónico 2 otra vez aumenta el coste.

El trabajo de mantenimiento está provocado esencialmente porque el compuesto de relleno 3 está en un estado líquido. Así, de manera convencional también se han sugerido terminaciones de exteriores OT para eliminar la necesidad de usar un fluido aislante en el interior del cuerpo aislante...

1. Terminación de exteriores (OT) para un cable de alta tensión (CA), que comprende:

a) un cuerpo aislante (2) para recibir el cable de alta tensión (CA);

b) un compuesto de relleno (3) previsto en el interior del cuerpo aislante (2) y que llena por lo menos una porción del espacio entre las paredes interiores del cuerpo aislante (2.1) y el aislamiento del cable (5);

c1) en la que dicho compuesto de relleno (3) consiste en una mezcla de partículas (3.1) y un compuesto aislante (3.2); en la que

caracterizada por el hecho de que

c2) en la que dichas partículas (3.1) son partículas sólidas (3.1) sin cavidades, en la que

c3) dicho compuesto aislante (3.2) es un material en gel reticulado;

c4) dicho material en gel (3.2) es uno seleccionado entre el grupo que consiste en gel de silicona y polibuteno reticulado.

2. Terminación de exteriores (OT) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el material de dichas partículas (3.1) se selecciona entre el grupo que consiste en polietileno, polivinilcloruro (PVC), caucho, vidrio y porcelana.

3. Terminación de exteriores (OT) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que dichas partículas (3.1) tiene una forma a modo de grano, cuenta o bola.

4. Terminación de exteriores (OT) según la reivindicación 3, caracterizada por el hecho de que dichas partículas (3.1) en forma a modo de grano, cuenta o bola tienen un diámetro comprendido entre 1 y 5 mm.

5. Terminación de exteriores (OT) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicho material en gel se reticula con las partículas sóli- das (3.1).

6. Terminación de exteriores (OT) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicho material en gel se reticula con las paredes interiores del cuerpo aislante (2.1) y el aislamiento del cable (5).

7. Terminación de exteriores (OT) según la reivindicación 1 ó 6, caracterizada por el hecho de que comprende medios de control del campo eléctrico (4) colocados en el interior del cuerpo aislante (2) y adaptados para controlar el campo eléctrico alrededor del núcleo (5.1); en la que

dicho compuesto de relleno (3) está previsto en el interior del cuerpo aislante (2) y llena por lo menos una porción del espacio entre las paredes interiores del cuerpo aislante (2.1), el núcleo del cable (5.1) y los medios de control del campo eléctrico (4).

8. Terminación de exteriores (OT) según la reivindicación 6 y 7, caracterizada por el hecho de que dicho material en gel está también reticulado con los medios de control del campo eléctrico (4).

9. Terminación de exteriores (OT) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que una parte (50%) del material en gel (3.2) está reticulada y otra parte (50%) no está reticulada.

10. Terminación de exteriores (OT) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la gravedad específica de las partículas (3.1) es substancialmente igual o mayor que la gravedad específica del compuesto aislante (3.2).

11. Terminación de exteriores (OT) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dichas partículas (3.1) son eléctricamente conductoras y tienen una constante dieléctrica predeterminada.

12. Terminación de exteriores (OT) según la reivindicación 11, caracterizada por el hecho de que dichas partículas (3.1) están hechas a partir de polietileno conductor.

13. Terminación de exteriores (OT) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicho cuerpo aislante (2) está hecho a partir de material termoplástico, porcelana o un material aislante compuesto.

14. Terminación de exteriores (OT) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dichas partículas (3.1) están provistas de una fina película (3.11) para reducir la tensión superficial.

15. Procedimiento para la fabricación de una terminación de exteriores (OT) para un cable de alta tensión (CA) según una o más de las reivindicaciones 1 a 14, que comprende las siguientes etapas:

a) preparar (S1) un cuerpo aislante (2) para recibir el cable de alta tensión (CA);

b) insertar (S2) un material de relleno (3) en el interior del cuerpo aislante (2) para llenar por lo menos una porción del espacio entre las paredes interiores del cuerpo aislante (2.1) y el aislamiento del cable (5); con lo cual

c) dicho material de relleno (3) consiste en partículas sólidas (3.1) y un compuesto aislante (3.2); caracterizado por el hecho de que,

d1) en una primera etapa (S21) dichas partículas sólidas (3.1) se insertan en dicho cuerpo aislante (2);

d2) en una segunda etapa (S22, S23) dicho compuesto aislante (3.2) se inserta en el cuerpo aislante (2); en la que dichas partículas sólidas (3.1) y dicho compuesto aislante (3.2) se mezclan; y en el que

d3) dicho compuesto aislante (3.2) es un material en gel capaz de reticularse;

d4) dicho material capaz de reticularse es uno seleccionado entre el grupo que consiste en gel de silicona y polibuteno de reticulación; y

d5) provocar la reticulación del material en gel capaz de reticularse, después de haberse llenado dicho cuerpo aislante, para reticularse para formar un material en gel reticulado en dicho cuerpo aislante.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que en dicha segunda etapa la reticulación también se realiza respecto al aislamiento del cable (5) y la superficie interior (2.1) del cuerpo aislante (2).

17. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que el material de dichas partículas (3.1) se selecciona entre el grupo que consiste en polietileno, polivinilcloruro (PVC), caucho, vidrio y porcelana.

18. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicho material capaz de reticularse es un compuesto curable por adición.

19. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado por el hecho de que dicho material capaz de reticularse es un material de caucho de silicona de dos componentes.

20. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dichas partículas (3.1) están provistas de una fina película (3.11) para reducir la tensión superficial.

21. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho de que dicha fina película es una capa fina de aceite de silicona.

22. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dichas partículas (3.1) están hechas de un material no tóxico que produce poco humo.

23. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicha segunda etapa (S2) comprende las siguientes etapas:

d21) llenar (S22) un material aislante capaz de reticularse (3.2) en dicho cuerpo aislante (2) como dicho compuesto aislante (3.2); y

d23) reticular (S23) el material aislante capaz de reticularse (3.2) con las partículas (3.1).