Condensador de potencia para baja tensión provisto de elementos condensadores, elemento condensador, y procedimiento para la fabricación de dicho elemento condensador.

Elemento condensador (2), que comprende una bobina (10) provista de un eje central hueco (11) y de cables de conexión (12),

estando dicha bobina (10) embebida en resina (13) dentro de un cilindro envolvente (14) abierto por su parte superior, caracterizado por el hecho de que comprende un disco de autocentrado (15) para el eje (11) y los cables de conexión (12) acoplado en la parte superior del cilindro (14), acoplándose dicho disco de autocentrado (15) también a dicho eje central hueco (11) y a dichos cables de conexión (12), donde centrar y cerrar dicho disco de autocentrado (15) permite posicionar a la bobina (10) y al eje central hueco (11) en una posición central con respecto a las paredes internas del cilindro (14).

Condensador de potencia para baja tensión provisto de elementos condensadores, elemento condensador, y procedimiento para la fabricación de dicho elemento condensador 5

La presente invención se refiere a un condensador de potencia para baja tensión provisto de elementos condensadores, en especial destinado a la compensación de energía reactiva.

La invención también se refiere a un elemento condensador y al procedimiento para la fabricación de dicho elemento condensador. 10

Antecedentes de la invención

En la actualidad los condensadores prismáticos de potencia para baja tensión se fabrican agrupando un cierto número de elementos condensadores y conectándolos eléctricamente entre sí mediante cables eléctricos con 15 manguitos de unión.

En la práctica este tipo de montaje resulta muy complicado y molesto debido a que se debe montar el grupo de elementos condensadores con una gran cantidad de cables colgando y con formas enredadas que dificultan aún más el montaje, y por tanto el cableado nunca queda alineado ni correctamente posicionado dentro de una caja metálica 20 donde se aloja el conjunto montado.

En consecuencia, se obtiene un condensador muy irregular con posibilidades de deterioro y dejando posibles puntos activos que pueden conllevar a fugas, cortocircuitos y malos aislamientos dieléctricos entre la parte activa y la caja metálica. 25

Asimismo, este tipo de montaje implica una mano de obra importante, además del correspondiente coste de los materiales empleados. Por otra parte, al tratarse de un proceso manual pueden producirse frecuentes errores humanos con los consiguientes reprocesos y costes de producción.

Los elementos condensadores comprenden una bobina provista de cables de conexión y un eje central hueco, estando la bobina embebida en resina dentro de un cilindro envolvente abierto por su parte superior.

En la actualidad los elementos condensadores son fabricados manualmente, utilizando zonas de trabajo con mesas independientes donde se realizan las diferentes operaciones manuales. 35

Para la fabricación de un elemento condensador, en primer lugar, se elabora la bobina que es colocada manualmente en una tolva para realizar pruebas eléctricas con un sistema semi-automatizado, donde se efectúa el conexionado del elemento para una prueba de aislamiento entre armaduras, y la descarga eléctrica del elemento condensador. Los datos obtenidos son registrados en el sistema por lotes, no por unidad de elemento. 40

[00010] Posteriormente, una vez soldada la bobina, es colocada manualmente dentro del cilindro marcado previamente, a través de su extremo superior abierto.

[00011] El marcado se realiza mediante impresora de chorro de tinta para identificar cada cilindro con el valor del 45 elemento y número de lote. En este caso, tampoco se registran los datos ni se lleva a cabo una trazabilidad.

[00012] A continuación, se realiza el proceso de resinado para proteger y sellar el elemento condensador, rellenando con una resina el espacio libre entre la bobina y las paredes internas del cilindro. Para ello, primero se efectúa un pre-llenado para la fijación de la bobina y un posterior llenado completo pasado un tiempo de pre-50 polimerización, siendo la dosificación de resina inexacta.

[00013] El llenado completo se realiza de tres a cuatro veces debido a que la resina se vierte encima de la bobina dentro del cilindro repartiéndose de manera no uniforme y por caída, provocando posibles flotaciones y/o movimientos de la bobina y con una capa final sin homogeneidad. 55

[00014] En consecuencia, se forman burbujas, teniendo que esperar a que éstas remitan para continuar con el llenado. Cabe destacar que el aire no es eliminado por completo y que las burbujas contenedoras de aire y humedad disminuyen la vida útil del elemento condensador.

[00015] Además, el proceso completo de resinado realizado manualmente es considerablemente lento ya que sobrepasa el minuto de tiempo para cada elemento condensador.

[00016] A continuación, se realiza una verificación final con conexionado manual elemento a elemento para la medida de capacidad y tangente. Esta operación se efectúa en una máquina y los datos se registran en un 65 ordenador PC restringido en funciones.

[00017] Por último, los elementos condensadores acabados se descargan manualmente para su almacenaje o posterior montaje.

[00018] En consecuencia, la línea de fabricación y las zonas de trabajo están actuadas en un 90-95% por medios manuales, con nivel de mudas entre un 75-85% durante el proceso de fabricación. Las operaciones manuales 5 intervienen en los movimientos, giros y translaciones de los elementos condensadores para la consecución de los diferentes procesos de pruebas eléctricas, marcado y resinado de protección, entre otros. Todo ello con un control de marcado y registro de datos muy restringido en funciones, con posibilidad de errores de factor humano y con una trazabilidad de aproximadamente el 25% de los elementos condensadores fabricados.

[00019] GB 148 9638 describe un elemento condensador de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Descripción de la invención 15

[00020] El objetivo del condensador de potencia para baja tensión de la presente invención es solventar los inconvenientes que presentan los condensadores conocidos en la técnica, proporcionando un condensador compacto, con un montaje más sencillo y seguro, permitiendo su fabricación automatizada.

[00021] Tal objetivo de la invención es un elemento condensador de acuerdo con la reivindicación 1 y un 20 procedimiento para la fabricación de un elemento condensador de acuerdo con la reivindicación 3.

[00022] El condensador de potencia para baja tensión es del tipo que comprende una pluralidad de elementos condensadores alojados dentro de una caja de protección provista de bornes de conexión, y se caracteriza por el hecho de que comprende al menos una unidad modular que incluye una placa de circuito impreso sobre la que están 25 conectados eléctricamente un conjunto de elementos condensadores, y siendo dicho condensador de potencia susceptible de combinar una serie de unidades modulares provistas cada una de igual o diferente número de elementos condensadores para alcanzar cualquier potencia total requerida.

[00023] Gracias a esta distribución modular se obtiene un condensador más compacto, de menor tamaño, con 30 menor cantidad de materiales empleados, mejor protegido eléctricamente, y respetuoso con el medioambiente. Asimismo, es posible configurar cualquier potencia debido a las múltiples combinaciones modulares de los elementos condensadores.

[00024] Otras ventajas del condensador de potencia de la invención se describen a continuación: 35

- Automatizable prácticamente en un 100%, por lo que es casi nula la intervención de mano de obra, con la consiguiente eliminación de errores humanos.

- Mejora de las características térmicas, obteniendo una gama climática clase D, cumpliendo la normativa actual internacional IEC 60831-1/2.

- Se requieren menos tipos de cajas, lo cual permite la estandarización. 40

- Perfecta adaptación y rápido montaje del conjunto modular dentro de la caja de protección.

- Menor tiempo de fabricación y mejora del tiempo de entrega al cliente.

- Reducción del coste de fabricación gracias a la automatización del proceso de montaje, la optimización del uso de las cajas, y la disminución de referencias de productos semielaborados.

- Permite una verificación final automática y un registro automatizado. 45

- Cumple con la normativa actual internacional IEC 60831-1/2.

- Posibilidad de efectuar el mantenimiento y reparación por cada elemento condensador, por cada unidad modular, o por el conjunto completo.

- Mejora de la calidad y fiabilidad, consiguiendo un aumento de la vida media en envejecimiento acelerado gracias a un novedoso proceso de resinado de los elementos condensadores a través de su eje, como se 50 explicará con detalle más adelante, produciendo una desgasificación hacia el exterior y eliminando las burbujas de aire, por lo que aumenta su vida útil y aspecto, y con una capa envolvente homogénea.

[00025] Ventajosamente, el condensador incluye un cableado alineado, preferentemente formado por un grupo de cables, que emerge desde un extremo hacia los respectivos bornes. 55

[00026] De este modo, se consigue una considerable disminución de aproximadamente el 95% del cableado con respecto al utilizado en los condensadores conocidos en el estado de la técnica, y en consecuencia se obtiene una disminución de los costes de fabricación... [Seguir leyendo]

1. Elemento condensador (2) , que comprende una bobina (10) provista de un eje central hueco (11) y de cables de conexión (12) , estando dicha bobina (10) embebida en resina (13) dentro de un cilindro envolvente (14) abierto por su parte superior, caracterizado por el hecho de que comprende un disco de autocentrado (15) para el eje (11) y los 5 cables de conexión (12) acoplado en la parte superior del cilindro (14) , acoplándose dicho disco de autocentrado (15) también a dicho eje central hueco (11) y a dichos cables de conexión (12) , donde centrar y cerrar dicho disco de autocentrado (15) permite posicionar a la bobina (10) y al eje central hueco (11) en una posición central con respecto a las paredes internas del cilindro (14) .

2. Elemento condensador (2) , según la reivindicación 1, en el que los cables de conexión son hilos eléctricos (12) a modo de pines de conexión y/o soldadura a una placa de circuito impreso (6) .

3. Procedimiento para la fabricación de un elemento condensador según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que incluye en una línea de montaje automatizada las siguientes etapas: 15

a) Posicionar sobre una cinta transportadora cada elemento condensador (2) con la bobina (10) provista de los pines de conexión (12) , alojada dentro del cilindro envolvente (14) y con el disco de autocentrado (15) colocado sin cerrar;

b) Centrar y cerrar el disco de autocentrado (15) para posicionar centradamente el eje (11) de la bobina (10) respecto al cilindro (14) , mediante una estación automatizada de cierre y 20 autocentrado;

c) Pesar el elemento condensador (2) mediante una estación automatizada de pesado de alta precisión, para una correcta dosificación en una posterior etapa de resinado;

d) Orientar los pines de conexión (12) para la posterior realización de pruebas eléctricas mediante una estación automática de posicionado; 25

e) Efectuar el conexionado de los pines (12) para realizar una prueba de aislamiento entre armaduras del elemento condensador (2) , y efectuar la descarga eléctrica del elemento condensador (2) en una estación automatizada de prueba dieléctrica y descarga;

f) Identificar cada elemento condensador (2) , preferentemente mediante una impresora de chorro de tinta, para una trazabilidad de la totalidad de los elementos condensadores (2) 30 fabricados, mediante una estación automatizada de marcado;

g) Realizar el resinado inyectando una cantidad predeterminada de resina (13) por la parte superior a través del eje centrado (11) del elemento condensador (2) mediante una estación automatizada de resinado, rellenando homogéneamente de abajo a arriba el espacio entre la bobina (10) y las paredes internas del cilindro (14) ; y 35

h) Realizar una verificación eléctrica final con conexionado automático de pines (12) para medida de capacidad y tangente, mediante una estación automatizada de verificación final.

4. Procedimiento, según la reivindicación 3, en el que después de la verificación final de la etapa h) se prevé una zona de reproceso intermedia para la selección y recuperación de elementos condensadores (2) detectados con 40 algún defecto durante el procedimiento de fabricación.

5. Procedimiento, según la reivindicación 4, en el que después de la zona de reproceso se prevé una zona de descarga automatizada de los elementos condensadores (2) acabados y una zona de rechazo automatizada para separar todos aquellos elementos condensadores (2) que no han superado unas pruebas establecidas según un 45 modelo y proceso de producción establecido.

6. Procedimiento, según la reivindicación 5, en el que los elementos condensadores acabados (2) son conducidos mediante un sistema de translación automático hacia una zona de montaje de unidades modulares (5) y soldadura automatizada. 50

7. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que se utilizan medios de control para interactuar mediante un software apropiado sobre la línea de montaje, las estaciones de trabajo y zonas intermedias hasta obtener el elemento condensador acabado (2) .