Sistemas de cables de corriente trifásica con conexiones de compensación.

Sistema de cables de corriente trifásica de cables unifilares (1,

2, 3) aislados con plástico y dotados de blindaje de cable metálico con conexión de cruce, estando dividido el sistema de cables de corriente trifásica y los cables unifilares (1, 2, 3) en tres subsecciones (A1, A2, A3), y estando delimitadas las subsecciones (A1, A2, A3) por puntos de corte (20), en los que los extremos de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) de los cables unifilares (1, 2, 3) se encuentran separados y accesibles, caracterizado por que,

• en una primera subsección (A1) está asociado de manera estrechamente adyacente a un primer cable unifilar (1) y en una tercera subsección (A3) está asociado de manera estrechamente adyacente a un tercer cable unifilar (3) en cada caso en paralelo a las subsecciones (A1, A2, A3) un cable de compensación (KK), situándose uno tras otro los cables de compensación (KK) y teniendo una longitud (x) más corta que los cables unifilares (1, 3),

• y porque cada cable de compensación (KK) adyacente a un cable unifilar (1, 3) en la primera y en la tercera subsección (A1, A3) está conectado con su primer extremo (b, g) al extremo de blindaje de cable abierto (4.1, 4.3) del cable unifilar estrechamente adyacente (1, 3),

• y los cables de compensación conectados (KK) están puestos a tierra (a, h) en su segundo extremo respectivamente a través de un cable de trayecto neutro (NPK),

• y por que en una segunda subsección (A2) están asociados de manera estrechamente adyacente al segundo cable unifilar (2) en cada caso en paralelo a la segunda subsección (A2) dos cables de compensación (KK) de modo que cada cable de compensación adyacente (KK) está conectado con su primer extremo a en cada caso un extremo de blindaje de cable abierto (d, e, 4.2) del segundo cable unifilar (2) en la segunda subsección (A2), y por que a los dos cables de compensación (KK) en la segunda subsección (A2) están asociados y conectados a los mismos respectivamente un primer y un segundo cable de trayecto neutro (NPK), teniendo los cables de compensación (KK) una longitud (x) más corta que el segundo cable unifilar (2), y

• el primer cable de trayecto neutro (NPK) en la segunda subsección (A2) está conectado al extremo de blindaje de cable abierto (c, 4.1) del primer cable unifilar (1) en la primera subsección (A1) y el segundo cable de trayecto neutro (NPK) en la segunda subsección (A2) al extremo de blindaje de cable abierto (f, 4.3) del tercer cable unifilar (3) en la tercera subsección (A3) en cada caso en el otro extremo, y repitiéndose disposiciones de cables de compensación (KK) y cables de trayecto neutro (NPK) de manera análoga en permutación cíclica de la asociación de fases y cables unifilares (1, 2, 3) en cada subsección (A1, A2, A3).

Sistemas de cables de corriente trifásica con conexiones de compensación La invención se refiere a sistemas de cables de corriente trifásica para alta tensión y muy alta tensión con conexiones de compensación para la compensación de tensiones de blindaje inducidas.

Los cables de alta tensión y de muy alta tensión presentan, por diferentes requisitos de funcionamiento, revestimientos o blindajes metálicos (en lo sucesivo abreviado: "blindajes de cable") por encima del aislamiento eléctrico. Entre los aspectos de funcionamiento es deseable la puesta a tierra a ambos lados de estos blindajes de metal para la conexión pasante galvánica de los dos extremos de cable, por ejemplo para la realización de proporciones de puesta a tierra favorables en caso de fallo.

En el caso de cables unifilares de mayores velocidades de transferencia, es decir también mayores secciones del conductor, la puesta a tierra de protección a ambos lados sin contramedidas lleva a corrientes y pérdidas de pantalla inducidas, inaceptablemente altas. Una contramedida convencional es el cruzamiento de los blindajes de cable, el denominado cross-bonding (véase, por ejemplo, el documento DE 19512018 C1 o el documento EP 71 435 B1) . En este caso una sección principal de la instalación de cable se divide en tres subsecciones de igual longitud. Al final de cada subsección se separan los blindajes de cable, se aíslan entres sí y se protegen mediante descargadores de sobretensión. El blindaje de cable de un cable unifilar se une entonces en el extremo de la subsección en asociación cíclica con la subsección siguiente de otro cable unifilar, de modo que siempre las tres tensiones longitudinales con un desfase entre sí de aproximadamente 120° de los tres blindajes de cable conectados entre sí, independientemente de la geometría del tendido, se complementan para dar aproximadamente cero.

Distintas realizaciones de conexiones de compensación (con y sin cruce) se diferencian en los países de habla inglesa con "single point bonding", con "multi point bonding" y con "crossbonding" (éste último también conexión de cruce) , véase el documento US 4464583 A.

Se perfila que a través de posibilidades de producción y de suministro prolongadas de los fabricantes de cables en un futuro próximo incluso en cables de muy alta tensión, serán posibles longitudes de suministro de hasta 3000 m. Tales longitudes de suministro prolongadas significan para el cruce de los blindajes de cable longitudes de subsección más largas y, por lo tanto, tensiones frecuentes de funcionamiento elevadas y también transitorias en los puntos de corte, de modo que son necesarias medidas adicionales. Una medida costosa para ello son los denominados manguitos de cruce, en los que no deben separarse sólo los blindajes de cable, sino también las capas conductoras exteriores subyacentes. Dado que tales medidas intervienen en el campo eléctrico de los cables, han de evitarse en la medida de lo posible o minimizarse su número.

El objetivo de la invención es indicar como perfeccionamiento de conexiones de cruce, medidas para la compensación de tensiones de pantalla inducidas en sistemas de cables de corriente trifásica, que están tendidos con longitudes de subsección muy largas.

La solución del objetivo se expresa en las características de varias reivindicaciones secundarias. Configuraciones ventajosas se encuentran en cada caso en las reivindicaciones asociadas.

Con la invención pueden permitirse longitudes de subsección muy largas que forman un tramo de cable, o secciones principales de cross-bonding más largas (hasta el doble) con tensiones de pantalla estacionarias constantes.

El núcleo de la invención son medidas de compensación en el caso de una conexión de cruce con subsecciones de igual longitud que forman un tramo de cable y en conexiones de sistemas de cable "single point bonded". En el "single point bonding" se cablean y se ponen a tierra los extremos de blindaje de cable de los tres cables unifilares en al menos un punto de corte de una (sub) sección. Tales (sub) secciones son en esta interconexión en un sistema de cables de corriente trifásica entonces independientes entre sí y pueden repetirse varias veces.

En cada (sub) sección al menos a uno de los cables unifilares en cada caso en paralelo al tramo de cable, es decir, en dirección longitudinal, está asociado de manera estrechamente adyacente al menos un cable de compensación y asociado al mismo un conductor diseñado como cable de trayecto neutro. Cable de compensación y cable de trayecto neutro (o conductor de trayecto neutro) tienen una longitud más corta (longitud parcial) que los cables unifilares. El al menos un cable de compensación adyacente a un cable unifilar está conectado al extremo de blindaje de cable abierto del al menos un cable unifilar. Este cable de compensación conectado está puesto a tierra en su segundo extremo a través del cable de trayecto neutro asociado al al menos un cable unifilar. Para un caso particular la puesta a tierra puede tener lugar en un punto de conmutación (en el centro de una subsección) con enlace a cables de trayecto neutro asociados.

Un cable de trayecto neutro se caracteriza por que se guía de forma estanca a lo largo de los cables unifilares. Tres cables de trayecto neutro se asocian en secciones en cada caso de igual longitud a los tres cables unifilares, recibiendo de manera inducida, tal como en el caso de las subsecciones de cross-bonding, tres tensiones de

pantalla con desfase de 120°, que se complementan dando cero. Si los tres cables unifilares se encuentran equidistantes en un plano, entonces el cable de trayecto neutro puede conducirse también a través de la mitad de la longitud entre cable unifilar central e izquierdo y a lo largo de la longitud restante entre cable unifilar central y derecho (a aproximadamente el 70 % de la distancia del eje del cable unifilar central) . Para la conexión a tres (pares de) cables de compensación necesarios se realiza el cable de trayecto neutro en caso general como cable trifilar. No obstante, cuando los tres cables de compensación se conectan al mismo potencial, puede realizarse también de manera unifilar. Los puntos de conexión de un cable de trayecto neutro a un cable de compensación son aquellos puntos en los que el potencial es el potencial de tierra.

Cable de compensación y cable de trayecto neutro deben corresponder en su resistencia eléctrica a la protección contra la corrosión de los cables unifilares. Para ello bastan por ejemplo cables de VPE de 10 kV, cuya sección del conductor será equivalente a la sección transversal de pantalla. Las transiciones desde los cables de compensación hasta el cable de trayecto neutro no tienen que protegerse, dado el caso adicionalmente, mediante resistencias no lineales. No obstante, si estos gastos adicionales se mantendrán en límites comparativamente aceptables, permiten no obstante la elección prácticamente libre de las ubicaciones de los manguitos.

Una variante de la realización de un cable de compensación puede preverse tal como sigue. El conductor de un cable de compensación puede estar integrado en un cable unifilar: sobre el blindaje de cable "normal" del cable unifilar se encuentra un aislamiento de 1 kV; por encima está aplicado un segundo blindaje de cable metálico; y el cable está conectado alrededor con un revestimiento exterior habitual. El segundo blindaje de cable metálico se usa como conductor de compensación. Con ello podría suprimirse un cable individual en paralelo, y estrechamente adyacente al cable unifilar como cable de compensación.

Puede destacarse como ventaja particular de la invención que solamente mediante la prolongación de las longitudes de suministro puede reducirse considerablemente las tasas de fallo en instalaciones de cables de muy alta tensión de VPE. Al mismo tiempo se reducen costes debidos a la longitud de las instalaciones de cables.

Formas de realización esenciales de la invención se enumeran a continuación:

En una primera forma de realización de un sistema de cables de corriente trifásica de cables unifilares aislados con plástico y dotados de blindaje de cable metálico con conexión de cruce, los cables unifilares están divididos en tres subsecciones. Las subsecciones están delimitadas por puntos de corte, en los que los blindajes de cable de los cables unifilares se encuentran separados y accesibles. Como característica especial para ello se menciona,

que en una primera subsección a un primer cable unifilar y en una tercera subsección a un tercer cable unifilar en cada caso en paralelo al tramo de cable un cable de compensación está asociado de manera estrechamente adyacente, teniendo los cables... [Seguir leyendo]

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1. Sistema de cables de corriente trifásica de cables unifilares (1, 2, 3) aislados con plástico y dotados de blindaje de cable metálico con conexión de cruce, estando dividido el sistema de cables de corriente trifásica y los cables unifilares (1, 2, 3) en tres subsecciones (A1, A2, A3) , y estando delimitadas las subsecciones (A1, A2, A3) por puntos de corte (20) , en los que los extremos de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) de los cables unifilares (1, 2, 3) se encuentran separados y accesibles, caracterizado por que, en una primera subsección (A1) está asociado de manera estrechamente adyacente a un primer cable unifilar (1) y en una tercera subsección (A3) está asociado de manera estrechamente adyacente a un tercer cable unifilar (3) en cada caso en paralelo a las subsecciones (A1, A2, A3) un cable de compensación (KK) , situándose uno tras otro los cables de compensación (KK) y teniendo una longitud (x) más corta que los cables unifilares (1, 3) , y porque cada cable de compensación (KK) adyacente a un cable unifilar (1, 3) en la primera y en la tercera subsección (A1, A3) está conectado con su primer extremo (b, g) al extremo de blindaje de cable abierto (4.1, 4.3) del cable unifilar estrechamente adyacente (1, 3) , y los cables de compensación conectados (KK) están puestos a tierra (a, h) en su segundo extremo respectivamente a través de un cable de trayecto neutro (NPK) , y por que en una segunda subsección (A2) están asociados de manera estrechamente adyacente al segundo cable unifilar (2) en cada caso en paralelo a la segunda subsección (A2) dos cables de compensación (KK) de modo que cada cable de compensación adyacente (KK) está conectado con su primer extremo a en cada caso un extremo de blindaje de cable abierto (d, e, 4.2) del segundo cable unifilar (2) en la segunda subsección (A2) , y por que a los dos cables de compensación (KK) en la segunda subsección (A2) están asociados y conectados a los mismos respectivamente un primer y un segundo cable de trayecto neutro (NPK) , teniendo los cables de compensación (KK) una longitud (x) más corta que el segundo cable unifilar (2) , y el primer cable de trayecto neutro (NPK) en la segunda subsección (A2) está conectado al extremo de blindaje de cable abierto (c, 4.1) del primer cable unifilar (1) en la primera subsección (A1) y el segundo cable de trayecto neutro (NPK) en la segunda subsección (A2) al extremo de blindaje de cable abierto (f, 4.3) del tercer cable unifilar (3) en la tercera subsección (A3) en cada caso en el otro extremo, y repitiéndose disposiciones de cables de compensación (KK) y cables de trayecto neutro (NPK) de manera análoga en permutación cíclica de la asociación de fases y cables unifilares (1, 2, 3) en cada subsección (A1, A2, A3) .

2. Sistema de cables de corriente trifásica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que en cada una de las subsecciones (A1, A2, A3) , que están formadas en cada caso con igual longitud, los cables de compensación (KK) y los cables de trayecto neutro (NPK) están tendidos en una longitud (x) , ascendiendo la longitud (x) a 0, 61 veces la longitud (L) de una subsección (A1, A2, A3) .

3. Sistema de cables de corriente trifásica de cables unifilares (1, 2, 3) aislados con plástico y dotados de blindaje de cable metálico, estando formada en el sistema de cables de corriente trifásica una sección (A1) entre un primer y un segundo punto de corte (20) ,

en donde en el primer punto de corte (20) al principio de la sección (A1) un primer extremo de blindaje de cable (4.1, 4, 2, 4.3) de los cables unifilares (1, 2, 3) y en el segundo punto de corte (20) al final de la sección (A1) un segundo extremo de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) de los cables unifilares (1, 2, 3) se encuentran separados y accesibles, en donde en al menos un punto de corte (20) los extremos de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) de los cables unifilares (1, 2, 3) están puestos a tierra a través de cables de compensación (KK) , caracterizado por que, en la sección (A1) a cada cable unifilar (1, 2, 3) está asociado un primer y un segundo cable de compensación (KK) de tal manera que en paralelo a la sección (A1) los cables de compensación (KK) se encuentran uno tras otro y de manera estrechamente adyacente a cada cable unifilar (1, 2, 3) , y tienen una longitud más corta que los cables unifilares (1, 2, 3) , por que un primer extremo del primer cable de compensación (KK) está conectado al primer extremo de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) del siguiente cable unifilar (1, 2, 3) adyacente, por que un segundo extremo del segundo cable de compensación (KK) está conectado al segundo extremo de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) del siguiente cable unifilar (1, 2, 3) adyacente, y por que en la sección (A1) están dispuestos un primer y un segundo cable de trayecto neutro (NPK) en paralelo a la sección (A1) y situados uno tras otro, por que un segundo extremo del primer cable de compensación (KK) está conectado al primer cable de trayecto neutro (NPK) y está puesto a tierra a través de este cable de trayecto neutro (NPK) y un primer extremo del segundo cable de compensación está conectado al segundo cable de trayecto neutro (NPK) y está puesto a tierra a través del mismo.

4. Sistema de cables de corriente trifásica de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que en ambos puntos de corte (20) los extremos de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) en cada caso de los cables unifilares (1, 2, 3) están puestos a tierra a través de descargadores de sobretensión (40) , y por que en el centro de la sección (A1)

están presentes puntos de conmutación (SP) entre el segundo extremo de los primeros cables de compensación (KK) y el primer cable de trayecto neutro (NPK) y puntos de conmutación (SP) entre el primer extremo de los segundos cables de compensación (KK) y el segundo cable de trayecto neutro (NPK) y los puntos de conmutación (SP) están puestos a tierra a través de descargadores de sobretensión (40) .

5. Sistema de cables de corriente trifásica de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que en ambos puntos de corte (20) los extremos de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) en cada caso de los cables unifilares (1, 2, 3) están puestos a tierra a través de descargadores de sobretensión (40) , y por que los dos cables de compensación (KK) situados uno tras otro están conectados en respectivamente sus primeros extremos a respectivamente un extremo de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) del cable unifilar (1, 2, 3) respectivo y en el centro de la sección (A1) los dos cables de compensación (KK) situados uno tras otro están unidos con sus segundos extremos en un punto de conmutación (SP) , y por que en este punto de conmutación (SP) tiene lugar una puesta a tierra.

6. Sistema de cables de corriente trifásica de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que en ambos puntos de corte los extremos de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) en cada caso de los cables unifilares (1, 2, 3) están puestos a tierra a través de descargadores de sobretensión (40) , y por que los dos cables de compensación (KK) situados uno tras otro están conectados en respectivamente sus primeros extremos a respectivamente un extremo de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) del cable unifilar (1, 2, 3) respectivo y en el centro de la sección (A1) los dos cables de compensación (KK) situados uno tras otro están unidos con sus segundos extremos en un punto de conmutación (SP) .

7. Sistema de cables de corriente trifásica de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que cables de compensación (KK) y cables de trayecto neutro (NPK) tienen una longitud (x) de la mitad de la sección (L, A1) .

8. Sistema de cables de corriente trifásica de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que en ambos puntos de corte (20) los extremos de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) en cada caso de los cables unifilares (1, 2, 3) están puestos a tierra a través de descargadores de sobretensión (40) , y porque los dos cables de compensación (KK) situados uno tras otro tienen en cada caso una longitud (x) , que es mayor que la mitad de la sección (A1) .

9. Sistema de cables de corriente trifásica de cables unifilares (1, 2, 3) aislados con plástico y dotados de blindaje de cable metálico, en donde en el sistema de cables de corriente trifásica está formada una sección (A1) entre dos puntos de corte (20) ,

en donde en el primer punto de corte (20) un primer extremo de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) en cada caso de los cables unifilares (1, 2, 3) y en el segundo punto de corte (20) un segundo extremo de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) en cada caso de los cables unifilares (1, 2, 3) se encuentran separados y accesibles, en donde en al menos un punto de corte (20) los extremos de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) de los cables unifilares (1, 2, 3) están puestos a tierra, caracterizado por que, en la sección (A1) a cada cable unifilar (1, 2, 3) están asociados un primer y un segundo cable de compensación (KK) de tal manea que en paralelo a la sección (A1) los cables de compensación (KK) están situados uno tras otro y de manera estrechamente adyacente a cada cable unifilar (1, 2, 3) , y tienen una longitud más corta que los cables unifilares (1, 2, 3) , por que en cada caso un primer extremo del primer cable de compensación (KK) está conectado al primer extremo de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) , y en cada caso un segundo extremo del segundo cable de compensación (KK) está conectado al segundo extremo de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) , y por que en cada caso los dos cables de compensación (KK) situados uno tras otro están unidos en sus otros extremos en el centro de la sección (A1) en un punto de conmutación (SP) , y por que en este punto de conmutación (SP) tiene lugar una puesta a tierra.

10. Sistema de cables de corriente trifásica de cables unifilares aislados con plástico y dotados de blindaje de cable metálico, estando formada en el sistema de cables de corriente trifásica una sección (A1) entre dos puntos de corte (20) , en donde en el primer punto de corte (20) un primer extremo de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) en cada caso de los cables unifilares (1, 2, 3) y en el segundo punto de corte (20) un segundo extremo de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) en cada caso de los cables unifilares (1, 2, 3) se encuentran separados y accesibles, y, en donde, en la sección (A1) a cada cable unifilar (1, 2, 3) están asociados estrechamente un primer y un segundo cable de compensación (KK) de tal manera que en paralelo a la sección (A1) los cables de compensación (KK) están situados uno tras otro y de manera estrechamente adyacente a cada cable unifilar (1, 2, 3) , y tienen una longitud más corta que los cables unifilares (1, 2, 3) , y un primer extremo en cada caso del primer cable de compensación (KK) está conectado al primer extremo de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) del cable unifilar (1, 2, 3) respectivo, y un segundo extremo en cada caso del segundo cable de compensación (KK) está conectado al segundo extremo de blindaje de cable (4.1, 4.2, 4.3) del cable unifilar respectivo (1, 2, 3) , en donde los segundos extremos de los primeros cables de composición (KK) respectivos están conectados

juntos y los primeros extremos de los segundos cables de compensación (KK) respectivos están conectados juntos, y los primeros extremos interconectados de los segundos cables de compensación (KK) están puestos a tierra a través de un segundo cable de trayecto neutro (NPK) situado en paralelo a los segundos cables de compensación (KK) en la sección (A1) , y los segundos extremos interconectados de los primeros cables de compensación (KK) están puestos a tierra a través de un primer cable de trayecto neutro (NPK) situado en paralelo a los primeros cables de compensación (KK) en la sección (A1) .