BR112016006036B1

BR112016006036B1 - Dispositivo de fixação de uma linha elétrica aérea a um mastro

Info

Publication number: BR112016006036B1
Application number: BR112016006036-9A
Authority: BR
Inventors: Alexander Bockarev; Bastian Robben; Markus Sulitze; Danijel Udovcic
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2021-11-30
Also published as: MY184708A; BR112016006036A2; EP2854242A1; CN105580224B; BR112016006036B8; EP2854242B1; WO2015043952A1; CN105580224A

Abstract

DISPOSITIVO DE FIXAÇÃO DE UMA LINHA ELÉTRICA AÉREA A UM MASTRO E MÉTODO PARA A MONTAGEM DE UM LIMITADOR DE SOBRETENSÃO DE LINHA ELÉTRICA AÉREA. A invenção refere-se a uma disposição (1) para a fixação de uma linha elétrica aérea (2) a um mastro que tem uma linha elétrica aérea (2) que é fixada ao mastro por meio de um isolador (5) e um limitador de sobretensão de linha elétrica aérea (7) com um intervalo de centelha serial externo (10). Para montar o limitador de sobretensão de linha elétrica aérea (7), quando a linha elétrica aérea (2) estiver sob alta tensão, é fornecido um aparelho de fixação (6) , sendo que o limitador de sobretensão de linha elétrica aérea (7) é conectado a um ponto de ligação à terra (3) por meio do dito aparelho de fixação de tal maneira que o limitador de sobretensão de linha elétrica aérea (7) possa ser girado entre uma posição de montagem segura e uma posição de trabalho e possa ser travado na posição de montagem, em que o intervalo de centelha (10) é maior na posição de montagem que na posição de trabalho.

Description

[0001] Em um sistema de transmissão de eletricidade, especial mente em redes de alta tensão com tensões nominais em excesso de 1 kV, os limitadores de sobretensão de linha elétrica aérea são conectados em paralelo a um isolador de linha elétrica aérea na linha elétrica aérea. Os mesmos incorporam um elemento de limitador de sobre- tensão constituído de resistências de óxido metálico não linear contidas em um alojamento de porcelana ou de plástico. Os limitadores de sobretensão de linha elétrica aérea são usados preferencialmente quando, em virtude da proteção de fio terra de linha elétrica aérea ausente ou ineficiente e/ou resistências à oscilação de corrente de ater- ramento de mastro altas (por exemplo, em subsuperfícies muito rochosas), há uma ocorrência frequente de descarga disruptiva de retorno. Para o aprimoramento subsequente da confiabilidade de suprimentos em linhas de transmissão ou distribuição existentes, a instalação de protetor de linha em todos ou somente em um número de mastros representa frequentemente uma alternativa econômica ao aprimoramento da proteção de fio terra de linha elétrica aérea ou das condições de aterramento de mastro. Os limitadores de sobretensão de linha elétrica aérea são empregados em ambos os sistemas sem intervalo e em conjunto com uma disposição em série com intervalo externo que, em operação normal, fornece isolamento para o limitador de sobretensão contra sobretensões de manobra ou no caso de uma sobrecarga de linha elétrica aérea. Somente limitadores de sobretensão de linha elétrica aérea com intervalo externo são considerados doravante.

[0002] Um protetor de linha com intervalo externo (ou EGLA) é dotado de um espaço de centelha que é conectado em série com o elemento de limitador de sobretensão. Uma extremidade do protetor de linha é aterrada em um ponto de aterramento do mastro de linha elétrica aérea, enquanto a outra extremidade compreende um eletrodo de centelha que forma um espaço de centelha na extremidade de alta tensão do isolador de linha elétrica aérea, na forma de um extintor de arco. No lugar de um extintor de arco, a própria linha elétrica aérea pode servir como a extremidade de alta tensão do espaço de centelha.

[0003] No caso de uma sobretensão, por exemplo, causada por uma descarga de relâmpago na linha elétrica aérea, o espaço de centelha é curto-circuitado por um arco, e a sobretensão é desviada para a terra pelo protetor de linha em uma disposição controlada. Com o decaimento da sobretensão, o espaço de centelha é extinto, e isola o protetor de linha a partir da alta tensão. Os limitadores de sobretensão de linha elétrica aérea com intervalo externo são padronizados no documento IEC 60099-8. O documento no U.S. 2012/0087055 A1 revela um protetor de linha com intervalo externo desse tipo.

[0004] Em muitos casos, os limitadores de sobretensão de linha elétrica aérea com intervalo externo são retroajustados aos sistemas de alta tensão existentes. Como um protetor de linha com um eletrodo de centelha pode ter diversos metros de comprimento, há um risco, durante o manuseio, que o eletrodo de centelha possa ser trazido em proximidade excessivamente estreita com a linha elétrica aérea, resultando assim em descarga disruptiva, com a consequente exposição da equipe de instalação ao risco de eletrocussão. Consequentemente, foi previamente necessário desconectar a seção de linha elétrica aérea relevante da alimentação, com a finalidade de eliminar o perigo apresentado à equipe de instalação pela alta tensão.

[0005] O objetivo da presente invenção é a proposta de uma disposição para fixar uma linha elétrica aérea a um mastro, por meio de do qual um protetor de linha com intervalo externo pode ser ajustado mesmo quando uma alta tensão está presente na linha elétrica aérea. Um objetivo adicional da invenção é a proposta de um método para a instalação de um protetor de linha com intervalo externo, que pode ser executado quando uma alta tensão está presente na linha elétrica aérea.

[0006] De acordo com a invenção, uma disposição para a fixação de uma linha elétrica aérea a um mastro é dotada de um isolador que é disposto entre um ponto de aterramento no mastro e um dispositivo de retenção para a linha elétrica aérea, e com um protetor de linha que é preso ao ponto de aterramento por meio de um dispositivo de fixação. O protetor de linha é dotado de um eletrodo de centelha, que está disposto a uma distância da linha elétrica aérea ou de um eletrodo de alta tensão que é ligado à linha elétrica aérea. A distância entre o eletrodo de centelha e a linha elétrica aérea ou entre o eletrodo de alta tensão define um espaço de centelha, sendo que no caso de espaçamento adequado, uma sobretensão na linha elétrica aérea irá ignizar um arco que forma uma conexão condutora entre o ponto de aterra- mento e a linha elétrica aérea através do protetor de linha, de modo que a sobretensão possa ser desviada à terra. O protetor de linha e o espaço de centelha são conectados em série entre si e em paralelo com o isolador. Consequentemente, o protetor de linha é um protetor de linha com intervalo externo. O protetor de linha é articulado no ponto de aterramento por meio de o dispositivo de fixação, de modo que o protetor de linha possa ser girado entre uma posição de montagem segura e uma posição de trabalho e possa ser travado na posição de montagem. Nesse caso o espaço de centelha é maior na posição de montagem do que na posição de trabalho. Com o bloqueamento do protetor de linha na posição de montagem, é possível assegurar que, durante a instalação, uma folga maior seja mantida entre o eletrodo de centelha e um elemento portador de alta tensão da disposição em comparação com a da posição de trabalho que é assumida pelo protetor de linha em operação normal da disposição. Consequentemente, o protetor de linha pode ser instalado, até mesmo quando a linha elétrica aérea está portando uma alta tensão.

[0007] Em uma modalidade vantajosa, um ângulo α entre um eixo geométrico longitudinal do isolador e de um eixo geométrico longitudinal do protetor de linha na posição de montagem é maior que 70° e, na posição de trabalho, é menor que 60°. O plano delimitado pelo protetor de linha e pelo isolador pode coincidir com o plano delimitado pelo isolador e pela linha elétrica aérea, ou pode ser orientado em um ângulo de β ao último. Nesse último caso, o isolador forma a linha de interseção entre os dois planos. Além disso, o ângulo β pode ser diferente na posição de montagem em comparação com o da posição de trabalho. Na posição de montagem, esse ângulo é preferencialmente de 90°. O ângulo α maior na posição de montagem assegura que, durante a instalação, o espaço de centelha seja suficientemente grande para impedir que a ignição de um arco não resista à presença de uma alta tensão na linha elétrica aérea.

[0008] Em uma modalidade vantajosa adicional da invenção, o dispositivo de fixação é dotado de uma placa de fixação para fixação do ponto de aterramento e dotado de uma placa de montagem para a fixação do protetor de linha. A placa de fixação e a placa de montagem são interconectadas por meio de uma dobradiça.

[0009] É preferível também que a dobradiça seja disposta para girar entre uma primeira posição angular e uma segunda posição angular de modo que, na primeira posição angular, o protetor de linha assuma a posição de montagem e, na segunda posição angular, assuma a posição de trabalho.

[0010] Uma dobradiça desse tipo fornece um meio simples para a rotação ou pivotação do protetor de linha a partir da posição de montagem para a posição de trabalho.

[0011] É preferível também que a dobradiça seja dotada de um mecanismo limitador de rotação que permita somente um ângulo de rotação entre a primeira e a segunda posições angulares. Qualquer ajuste inadvertido de um ângulo é menor que o ângulo da posição de trabalho, o que permite que a ignição potencial de um arco seja consequentemente impedida.

[0012] No método, de acordo com a invenção, para a montagem de um protetor de linha com intervalo externo a um ponto de aterra- mento em um mastro de linha elétrica aérea, pressupõem-se que uma linha elétrica aérea seja ajustada a um isolador no mastro e que já esteja em serviço. Um protetor de linha com intervalo externo é projetado para retroajuste. Primeiramente, o protetor de linha é conectado ao dispositivo de fixação. Isso pode ser realizado em fábrica após a produção do protetor de linha ou no local de instalação, por exemplo, em um veículo ou no pé do mastro. O dispositivo de fixação é, então, travado em uma posição de montagem segura. O protetor de linha, com o seu dispositivo de fixação, é então içado ao ponto de aterramento. Isso pode ser obtido, por exemplo, por meio de uma grua de corda, de um caminhão guindaste ligado à terra ou de um helicóptero. O dispositivo de fixação é, então, fornecido no ponto de aterramento e é afixado ao mesmo. Durante esse procedimento, o protetor de linha é mantido na posição de montagem segura pelo dispositivo de fixação travado, de modo que não haja perigo para a equipe de instalação. O trava- mento do dispositivo de fixação na posição de montagem é solto agora, e o protetor de linha gira na posição de trabalho através de um eixo geométrico de rotação. O eixo geométrico de rotação é preferencialmente configurado de maneira horizontal. Como uma opção, o dispositivo de fixação pode ser travado novamente na posição de trabalho do protetor de linha. Um método desse tipo permite a instalação de um protetor de linha em uma linha elétrica aérea na presença de uma alta tensão, em uma maneira excepcionalmente simples e segura.

[0013] A invenção é descrita em maior detalhe doravante com referência aos desenhos. Isso representa o seguinte: a Figura 1 mostra uma disposição de acordo com a invenção na posição de montagem, a Figura 2 mostra uma vista mais detalhada da Figura 1, a Figura 3 mostra uma disposição de acordo com a invenção na posição de trabalho, a Figura 4 mostra uma vista mais detalhada da Figura 3, a Figura 5 mostra um dispositivo de fixação na posição de montagem, a Figura 6 mostra um dispositivo de fixação na posição de trabalho.

[0014] Em todas as Figuras, os componentes correspondentes são representados pelos mesmos números de referência.

[0015] As Figuras 1 e 2 mostram uma disposição 1 de acordo com a invenção na posição de montagem. Um braço transversal 11 com um ponto de aterramento 3 é preso em um mastro para uma linha elétrica aérea 2 que não é representada aqui. Um isolador 5 compreendido nesse caso de dois fios isoladores paralelos é suspendido a partir do braço transversal 11. Um dispositivo de retenção 4, que porta uma linha elétrica aérea 2, é disposto na extremidade oposta do isolador 5. Dois eletrodos de alta tensão 9, que são ligados eletricamente à linha elétrica aérea 2, são também dispostos na extremidade inferior do isolador 5. No ponto de aterramento 3, é preso um dispositivo de fixação 6 ao qual, por sua vez, um protetor de linha 7 é preso. Nesse caso, o protetor de linha 7 é disposto no plano definido pelo isolador 5 e pela linha elétrica aérea 2. Entretanto, uma disposição perpendicular a esse plano também é possível.

[0016] O protetor de linha 7 é dotado de um alojamento de isola mento cilíndrico, dentro do qual os elementos de limitador de sobre- tensão são acomodados. Um encaixe de extremidade 17 é disposto em cada extremidade do alojamento. Um dos encaixes de extremidade 17 é preso ao dispositivo de fixação 6 por meio de parafusos de montagem 32, enquanto um eletrodo de centelha 8 é disposto na outra extremidade. O eletrodo de centelha 8 em conjunto com a linha elétrica aérea 2 ou, conforme representado no presente documento, com o eletrodo de alta tensão 9 formam um espaço de centelha 10. Nesse caso, o protetor de linha 7 está na posição de montagem. O espaço de centelha 10, isto é, a menor distância entre o eletrodo de centelha 8 e um elemento portador de alta tensão da disposição 1, nesse caso o eletrodo de alta tensão 9, é suficientemente grande, nesse caso, de modo que as tensões que ocorrem na operação normal da linha elétrica aérea 2 não serão suficientes para gerar um arco no espaço de centelha 10. Consequentemente, essa posição de montagem é segura, o que assegura que o protetor de linha 7 possa ser instalado com a linha elétrica aérea 2 conectada à alimentação de alta tensão, sem que isso resulte em risco de contato entre a equipe de instalação e os elementos portadores de alta tensão. Para a instalação no braço transversal 11, o protetor de linha 7 é preso ao dispositivo de fixação 6 por meio de parafusos 32 e é travado em um ângulo α, nesse caso de 90°, entre o eixo geométrico longitudinal 15 do protetor de linha e o eixo geométrico longitudinal 16 do isolador por meio dos parafusos de travamento 25. Durante o encaixe do dispositivo de fixação 6 ao ponto de aterramento 3 do braço transversal 11, o protetor de linha 7 permanece nessa posição.

[0017] Na posição de montagem, o ângulo α não deve cair abaixo de um valor específico. Isso é essencialmente dependente da razão longitudinal do limitador de sobretensão da linha elétrica aérea 7 ao isolador 5 e da alta tensão presente na linha elétrica aérea 2. Na prática, um ângulo α entre 70° e 120° provou ser vantajoso. Entretanto, em caso de ângulos α maiores que 90°, é preciso tomar cuidado com relação à formação de um espaço de centelha para quaisquer linhas elétricas aéreas adicionais dispostas acima da linha elétrica aérea 2, o que pode resultar em descarga disruptiva. Consequentemente, um ângulo α da ordem de 90° provou ser particularmente vantajoso.

[0018] As Figuras 3 e 4 mostram uma disposição 1 de acordo com a invenção na posição de montagem. Consequentemente, em relação à posição de montagem, o protetor de linha 7 é girado para baixo através de um eixo geométrico de rotação horizontal 12 na direção da linha elétrica aérea 2. Nesse caso, o ângulo α é de aproximadamente 50°. O espaço de centelha 10 é dimensionado agora de modo que, na ocorrência de sobretensões na linha elétrica aérea 2, ocorra tensão disruptiva entre o eletrodo de alta tensão 9 e o eletrodo de centelha 8, de modo que o ar interveniente seja ionizado e se torne consequentemente condutivo. A sobretensão é, então, desviada através do protetor de linha 7 ao ponto de aterramento 3. Com o decaimento da sobreten- são, o arco é extinto e o protetor de linha 7 é isolado da linha elétrica aérea 2 mais uma vez.

[0019] A Figura 5 e a Figura 6 mostram uma modalidade exempli-ficativa de um dispositivo de fixação 6 na posição de montagem e na posição de trabalho respectivamente. O dispositivo de fixação 6 é dotado de uma placa de fixação 20 para fixação ao ponto de aterramento 3 por meio dos parafusos 31. O mesmo é também dotado de uma placa de montagem 21 para a fixação do protetor de linha por meio dos parafusos 32. A placa de fixação 20 e a placa de montagem 21 são interconectados por uma dobradiça 22, de modo que os mesmos possam ser contrarrotativos em um eixo geométrico de rotação horizontal 12 que corre em paralelo a ambos os elementos. Para essa finalidade, a dobradiça 22 é dotada de dois primeiros flanges montados em paralelo 26 ligados à placa de fixação 20 e de dois segundos flanges mon- tados em paralelo 27 ligados à placa de montagem 21. Os flanges 26, 27 são perpendiculares à placa de fixação 20 e à placa de montagem 21 respectivamente. Nesse centro, cada um dos flanges 26, 27 é dotado de um orifício de eixo 34, de modo que os flanges 26, 27 sejam dispostos de tal modo que seus orifícios de eixo se encontrem ao longo do eixo geométrico de rotação 12. Através dos orifícios de eixo 34, um parafuso de eixo 24 atravessa todos os quatro flanges 26, 27, que formam o eixo geométrico de rotação 12. O último é também preso por meio de pinos de travamento 30.

[0020] A uma distância a partir do eixo geométrico de rotação 12,cada um dos flanges 27 é dotado de um orifício de travamento 33, não visível nas Figuras, através do qual um parafuso de travamento 25 pode ser inserido. Cada um dos flanges 26 é dotado de tais dois orifícios de travamento 33 dispostos na mesma distância a partir do eixo geométrico de rotação 12.

[0021] Os parafusos de travamento 25 podem atravessar assim os orifícios de travamento 33 nos flanges 27 e atravessar um dos orifícios de travamento 33 em cada um dentre os flanges 26 respectivamente, de modo que a dobradiça 22 possa ser travada em duas posições. Os parafusos de travamento 25 são, então, presos por meio do pino de travamento 30. A posição mostrada na Figura 5 corresponde à posição de montagem, enquanto que aquela na Figura 6 corresponde à posição de trabalho.

[0022] Além disso, a dobradiça pode ser dotada de um mecanismo limitador de rotação 23. Na forma da modalidade representada, isso é obtido por meio de dois orifícios circulares segmentares longitudinais 29 formados nos flanges 26 e por dois parafusos de fixação 35 ajustados aos flanges 27 e que atravessam os orifícios longitudinais 29.

[0023] Para a instalação do protetor de linha 7, o último, com seu encaixe de extremidade 17, é ajustado por meio dos parafusos 32 à placa de montagem 21 do dispositivo de fixação 6. Isso pode ser realizado na fábrica de produção do protetor de linha 7 ou no local de instalação, por exemplo, no pé do mastro ao qual o protetor de linha 7 deve ser ajustado. O dispositivo de fixação 6 é fornecido agora à posição de montagem e é preso ao mesmo por meio do parafuso de tra- vamento 25. Os parafusos 35 são apertados, de tal modo que os flanges 26 e 27 sejam comprimidos um contra o outro em pares. Quando o protetor de linha 7 é ajustado subsequentemente ao mastro, a adoção do torque associado com o peso do protetor de linha 7 permite que os parafusos de travamento 25 sejam levemente soltos. Uma função de travamento duplo para a posição do protetor de linha 7 é alcançada assim adicionalmente. O protetor de linha 7, conectado ao dispositivo de fixação 6, é içado agora ao ponto de aterramento 3. Isso pode ser alcançado por meio de um dispositivo de içamento ligado à terra, um bloco de polias ou um helicóptero. O içamento procede preferencialmente de modo que eixo geométrico longitudinal 15 do protetor de linha já esteja na posição horizontal. A placa de fixação 20 é presa agora por um ajustador ao ponto de aterramento 3 por meio dos parafusos 31. Ao mesmo tempo, a extremidade livre do protetor de linha 7, pela qual o eletrodo de centelha 8 é ajustado, pode ser mantida no lugar por um ajustador adicional ou por meio de linhas elétricas aéreas. Uma vez que o protetor de linha 7 é preso ao ponto de aterramento 3, os parafusos de eixo 24 podem ser removidos. O peso do protetor de linha 7 é de modo que o último gire para baixo em direção à linha elétrica aérea 2 na posição de trabalho. Para essa finalidade, os parafusos 35 precisam também ser soltos de antemão, quando aplicável. A pivotação na posição de trabalho procede sem intervenção adicional na parte de um ajustador, de modo que o último não seja comprometido. O mecanismo limitador de rotação 23 assegura que o limitador de sobretensão e a linha elétrica aérea 7 não possam girar ainda mais para baixo em comparação com a posição de trabalho. Os parafusos de travamento 25 podem ser agora reinseridos nos orifícios de trava- mento 33, de modo que o protetor de linha 7 seja travado agora na posição de trabalho.

Claims

1. Dispositivo (1) de fixação de uma linha elétrica aérea (2) a um mastro, com um isolador (5) que está disposto entre um ponto de ater- ramento (3) no mastro e um dispositivo de retenção (4) para a linha elétrica aérea (2), e um protetor de linha (7) com um eletrodo de centelha (8) que é preso ao ponto de aterramento (3) por meio de um dispositivo de fixação (6), que é disposto a uma distância da linha elétrica aérea (2) ou de um eletrodo de alta tensão (9) que é ligado à mesma, e a distância define um espaço de centelha (10), de modo que o protetor de linha (7) e o espaço de centelha (10) sendo conectados em série entre si e em paralelo com o isolador (5), sendo que o protetor de linha (7) é articulado no ponto de aterramento (3) por meio do dispositivo de fixação (6), de modo que o protetor de linha (7) possa ser girado entre uma posição de montagem segura e uma posição de trabalho e possa ser travado na posição de montagem, de modo que, o espaço de centelha (10) seja maior na posição de montagem que na posição de trabalho e sendo que, o dispositivo de fixação (6) é dotado de uma placa de fixação (20) para fixação ao ponto de aterramento (3), e de uma placa de montagem (21) para fixação do protetor de linha (7), que são interco- nectadas por meio de uma dobradiça (22), e sendo que, a dobradiça (22) é disposta para girar entre uma primeira posição angular e uma segunda posição angular de modo que, na primeira posição angular, o protetor de linha (7) assuma a posição de montagem e, na segunda posição angular, assuma a posição de trabalho, caracterizado pelo fato de que, a dobradiça (22) apresenta dois primeiros flanges (26) mon- tados em paralelo, unidos à placa de fixação (20), e dois segundos flanges (27) igualmente montados em paralelo, unidos à placa de montagem (21), sendo que os flanges (26, 27) apresentam um furo de eixo (34) e estão dispostos de tal forma que seus furos de eixo (34) se encontram ao longo de um eixo de rotação (12) da dobradiça (22), e sendo que, através dos furos de eixo (34), um parafuso de eixo (24) passa através dos quatro flanges (26, 27), formando o eixo de rotação (12), e sendo que, um ângulo (α) entre um eixo geométrico longitudinal (16) do isolador e um eixo geométrico longitudinal (15) do protetor de linha na posição de montagem é maior que 70° e, na posição de trabalho, ser menor que 60°.

2. Dispositivo (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dobradiça (22) é dotada de um mecanismo limitador de rotação (23), que só permita um ângulo de rotação entre a primeira e a segunda posições angulares.