ES1067195U - Dispositivo de medicion de la tension para aplicaciones electricas. - Google Patents
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Abstract
1. Dispositivo de medición de la tensión para aplicaciones eléctricas que puede asociarse operativamente al cable de una línea para detectar una señal de tensión en un aislante con una serie anillos adyacentes salientes en particular de un aparato de la red, que comprende por lo menos un condensador de entrada dispuesto coaxialmente con dicho cable y puede conectarse a un divisor capacitivo para detectar la citada señal de tensión, caracterizado por el hecho de que dicho condensador de entrada presenta forma de tira metálica con dos extremos que presentan una forma para poderse insertar en un asiento anular definido entre dos anillos adyacentes salientes de dicho aislante, y por el hecho de que el citado dispositivo comprende medios de cierre que pueden sujetar mecánicamente la citada tira con sus dos extremos dispuestos juntos alrededor de la superficie externa del citado aislante, en el interior de dicho asiento.
Description
Dispositivo de medición de la tensión para
aplicaciones eléctricas.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de medición de la tensión para aplicaciones
eléctricas.
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Como es sabido, en el sector relativo a la
distribución de energía eléctrica por medio de líneas de alta
tensión y de baja tensión existe una necesidad cada vez mayor de
adquirir datos específicos de la tensión con el fin de asegurar una
óptima gestión de la línea y en particular para permitir una
detección cada vez más fiable de las secciones defectuosas a través
de sistemas de control a distancia.
Más detalladamente, existe actualmente un uso
cada vez mayor de detectores de averías capaces de comunicarse con
una estación de funcionamiento central para indicar la presencia de
averías de distintos tipos (descargas a tierra, cortocircuitos
entre fases, etc.). Estos detectores pueden disponerse en la
proximidad tanto de interruptores de desconexión dispuestos a lo
largo de las secciones principales de las líneas como de
interruptores de desconexión dispuestos a lo largo de líneas
transversales secundarias o en la zona donde se encuentran situados
los denominados "interruptores de desconexión de polo".
Como es sabido, las señales de tensión ya pueden
suministrarse actualmente por los citados interruptores de
desconexión a través de divisores capacitivos especiales.
En los interruptores de desconexión de polo en
los que no están previstos estos últimos, estas señales deben
tomarse de la línea por medio de la instalación de transformadores
de tensión VT, con costes elevados y considerables costes de
mantenimiento.
Para asegurar la detección de tensión de las
líneas de la manera más simple y económica, últimamente se han
introducido en el mercado numerosos diseños de interruptores de
desconexión para aislar transformadores o similares, estando
provistos dichos diseños internamente de por lo menos una
capacitancia de la cual es posible extraer una señal de tensión
respecto al potencial de tierra por medio de una conexión eléctrica
conectada a la base del aislante y dispuesta para pasar por el
interior de la caja metálica que contiene el aparato de la red.
Algunos de estos diseños se describen por ejemplo en las patentes
DE 196 44 482, DE 100 00 243 y EP 134 541.
La patente EP 688 075 describe un aislante
modular provisto de varios anillos que pueden disponerse axialmente
uno sobre el otro para proporcionar el aislamiento deseado y
provisto internamente de unas capacitancias que se encuentran
dispuestas en serie una vez los anillos se han apilado unos sobre
los otros.
La señal de tensión que se detecta es
proporcional a la que se va a medir y se obtiene a través de un
divisor capacitivo de acuerdo con la relación conocida
V=V_{o}C_{1}/(C_{1}+C_{2}) donde C_{1} la capacitancia
dentro del aislante, C_{2} es la capacitancia del dispositivo de
medición, y V_{o} es la tensión de fase que se va a medir.
Esta última solución no tiene en cuenta que en
la mayoría de los casos los aparatos de red ya están instalados y
por lo tanto puede ser muy difícil substituirlos por otros nuevos
que tengan aislantes con una capacitancia incorporada en el
interior.
Por otra parte, debe tenerse en cuenta que los
separadores de hexafluoruro de azufre (SF6), que actualmente se
prefieren ya que permiten un conjunto más compacto y una facilidad
considerable con relación al control a distancia, se encuentran
contenidos en un cuerpo metálico sellado en forma de caja del cual
es difícil e incómodo sacar los cables para medir la tensión.
\vskip1.000000\baselineskip
El principal objetivo de la presente invención
es por lo tanto superar los inconvenientes que se presentan en las
soluciones del tipo conocido citadas anteriormente, proporcionando
un dispositivo de medición de la tensión para aplicaciones
eléctricas que puede instalarse fácilmente a lo largo de líneas, en
particular en los aislantes de aparatos eléctricos de una manera
simple y económica.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de medición que no requiera la
separación del cable de la línea o del aparato eléctrico para
instalarlo.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de medición para detectar la tensión de
cables de línea que sea constructivamente simple y económico de
producir y totalmente fiable operativamente.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de medición para detectar tanto la
tensión como la corriente de cables de línea, que sea simple y
económico producir y totalmente fiable operativamente.
El dispositivo de medición en cuestión puede
utilizarse ventajosamente para proporcionar valores de tensión de
cables eléctricos, especialmente en las proximidades de aislantes
para aislar interruptores, para transformadores o para otro aparato
de la red o solamente para el soporte de los cables en torres de
alta tensión.
Más concretamente, el dispositivo de acuerdo con
la presente invención puede transmitir a unos dispositivos
avisadores de fallos las señales de tensión que son necesarias para
su funcionamiento y para configurar los sistemas para el control
remoto de las líneas eléctricas.
Las características técnicas de la invención, de
acuerdo con los objetivos citados anteriormente, pueden
determinarse a partir del contenido de las reivindicaciones que
siguen después y las ventajas de los mismos serán más claras a
partir de la descripción detallada que sigue.
La descripción que sigue contiene referencias a
los dibujos que se acompañan los cuales muestran algunas
realizaciones meramente de ejemplo y no limitativas y en las
que:
La figura 1 muestra de manera esquemática una
vista general de una tira que forma la parte de un primer ejemplo de
un dispositivo de medición de acuerdo con la presente
invención;
La figura 2A muestra la tira según la figura 1
instalada en un aislante con la función de condensador de
entrada;
La figura 2B muestra la tira según la figura 1
instalada en un cable;
La figura 3 muestra de manera simplificada el
diagrama del circuito del dispositivo de medición de la
tensión;
La figura 4 muestra una variación de realización
de la presente invención que ilustra un conjunto que consiste en el
dispositivo de medición de la tensión y un dispositivo de medición
de la corriente;
La figura 5 muestra de manera simplificada el
diagrama de circuito del dispositivo de medición de la corriente
mostrado en la figura 4.
De acuerdo con las figuras de los dibujos que se
acompañan, 1 indica respectivamente en su totalidad un primer
ejemplo de un dispositivo de medición para aplicaciones eléctricas
de acuerdo con la presente invención.
De acuerdo con el ejemplo de la realización que
se muestra en las figuras 1, 2 y 3, el dispositivo 1 puede estar
asociado operativamente a un cable 2 de una línea eléctrica, por
ejemplo una línea trifásica de tensión media, para medir una señal
que indica la tensión de fase de la línea.
Ventajosamente, el dispositivo está destinado a
instalarse en un aislante 3 en particular de un aparato de la red
tal como un interruptor de desconexión o un transformador en sí o
de cualquier tipo disponible en el mercado.
El dispositivo 1 citado anteriormente comprende
un condensador de entrada 4 que puede disponerse coaxialmente con
el cable de línea, cuya tensión va a medirse.
Desde un punto de vista operativo, puede
conectarse por ejemplo para la detección de la señal de tensión a
un divisor capacitivo, que en sí es de tipo conocido y por lo tanto
no se describe aquí en detalle, sino que solamente se ha designado
de manera esquemática por 40 en la figura 4 que se acompaña.
De acuerdo con la idea que forma la base de la
presente invención, el condensador de entrada 4 en forma de tira
metálica 5 puede cerrarse y sujetarse a modo de collar alrededor
del aislante 3, a través de sus extremos 7, 7' dispuestos juntos
entre sí por unos medios de cierre 80.
Como se aclarará a continuación, el aislante
puede consistir en un aislante para líneas aéreas (véase el ejemplo
de la figura 2A) o un aislante para cables del tipo previsto para
utilizarse para transportar energía a lo largo de secciones de
línea subterránea (véase el ejemplo de la figura 2B).
La tira metálica 5 citada anteriormente puede ir
descubierta, es decir, sin una capa de recubrimiento o
alternativamente puede ir insertada en una capa de material
aislante 6 (en adelante la tira se denominará en ambos casos
globalmente "tira 4").
Los medios de cierre 80 citados anteriormente
pueden formarse de varias maneras, es decir, pueden ser tanto fijos
como extraíbles, sin apartarse de este modo del alcance de
protección de la presente invención, y consistirán preferiblemente
en medios liberables de tipo desgarre, en particular de tipo Velcro
(marca registrada) en el que dos superficies, una cubierta con
ganchos y otra con lazos u ojales, se unen entre sí. Las
características del Velcro son tales que la tira 4 puede abrirse
fácilmente, pero de otra manera pueden seguir sujetas firmemente si
es necesario. Obviamente, pueden preverse también sistemas
adicionales o alternativos para sujetar la tira 4 en el asiento
apropiado del aislante 3, consistiendo dichos sistemas puramente a
modo de ejemplo en la cinta aislante enrollada alrededor de la tira
4.
La altura H y la longitud L de la tira 4, y por
lo tanto el radio del collar de la parte metálica 5, así como el
tipo de metal pueden seleccionarse en función de las necesidades
para obtener una capacitancia C del valor deseado y al mismo tiempo
obtener también una óptima adherencia de la tira 4 al asiento del
aislante 3.
Más detalladamente, el asiento del aislante
consiste en un asiento anular 8 que está definido entre dos anillos
de proyección adyacentes 9 del aislante 3 y se selecciona
preferiblemente a partir de uno de los tres últimos asientos
anulares vistos desde el extremo estrecho 50 del aislante 3 en cuyo
interior entra el cable 2, siendo necesario asegurar el aislamiento
entre el cable y la tira.
Además, este mismo dispositivo de medición puede
instalarse también alrededor de un cable -por ejemplo un cable de
media tensión- destinado en particular para transportar energía a
lo largo de secciones de línea subterránea.
En el ejemplo que se muestra en la figura 2B, el
cable es del tipo compuesto por una base 100 que consiste en un
conductor metálico que forma el cable pelado y alineado con un
aislante interno 3 cubierto externamente, a su vez, por una capa
semiconductora 101 que puede favorecer, en el caso de fugas, el
flujo superficial de corriente sin dañar el aislante y por una malla
metálica 102 para conexión a tierra. Finalmente, se dispone
externamente un segundo aislante 103.
La tira 4 debe disponerse convenientemente a una
distancia aislante S del cable pelado, que será mayor en el caso en
el que el cable no tenga su propio recubrimiento aislante.
De acuerdo con una variante constructiva de la
presente invención, la tira puede disponerse directamente en el
cable pelado y en este caso se dispondrá una capa aislante
intermedia.
Tal como es conocido, en algunas aplicaciones
eléctricas, el cable de línea 2 se encuentra fijado al extremo
delantero 50 de cada aislante 3 del aparato de la red por medio de
una tuerca lo que permite así una rápida conexión y desconexión del
mismo de dicho aparato de la red.
Alternativamente, en otras aplicaciones, la
operación de separar el cable de línea 2 del aparato de la red
puede ser muy problemática y poco rentable en términos de tiempo y
en términos de costes de instalación.
En particular, en el caso de estas últimas
aplicaciones, la solución de acuerdo con la presente invención, que
permite el uso de dispositivos de medición de la tensión 1 que
pueden instalarse sin desconectar los cables de línea 2, resulta
extremadamente ventajosa y permite ahorros importantes en tiempo y
costes de instalación en comparación con transformadores de tensión
VT de tipo conocido y convencional.
Un dispositivo para medir la corriente 1' de una
línea eléctrica puede asociarse también operativamente a este
dispositivo de medición 1. Este dispositivo comprende
esencialmente, de acuerdo con el diagrama de la figura 5, una
bobina de Rogowsky 10 formada sobre un circuito impreso dotada de
una abertura central 12 y que consiste en unas deposiciones
radiales dispuestas a ambos lados del circuito impreso 11 y unas
conexiones eléctricas entre las deposiciones radiales de los dos
lados.
Si tal como se ha explicado anteriormente es
posible realizar con facilidad la separación del cable de línea 2
del aparato de la red, por ejemplo simplemente aflojando un
tornillo, la bobina de Rogowsky 10 puede insertarse simplemente una
vez se ha apartado el cable 2.
En este caso, de acuerdo con la realización que
se muestra en la figura 4, los dos dispositivos de medición 1 y 1'
pueden asociarse entre sí no sólo operativamente, sino también
mecánicamente.
Más detalladamente, la figura 4 muestra un
conjunto de medición 100 que puede asociarse operativamente a un
cable 2 de una línea eléctrica, el cual comprende el dispositivo 1
para detectar una señal de tensión descrito anteriormente, en el
que la tira 4 queda sujeta rígidamente para así formar un collar
cerrado que queda insertado en una capa de material aislante, y el
dispositivo 1' para detectar una señal de corriente descrito
anteriormente, en el que la bobina de Rogowsky 10 queda insertada
en una capa de material aislante, que forma un cuerpo único con la
capa de aislamiento de la tira 4 para así unir los dos dispositivos
1 y 1' rígidamente entre sí.
Los dos dispositivos 1, 1' quedan fijados
coaxialmente uno encima del otro de modo que el collar es
concéntrico con la abertura 12 de la bobina de Rogowsky 10.
La simplicidad constructiva de este conjunto 100
influye positivamente en los costes de instalación.
La invención así concebida consigue por lo tanto
los objetos predefinidos.
\newpage
Obviamente pueden adoptarse también, en su
realización práctica, formas y configuraciones diferentes de la
ilustrada anteriormente sin apartarse así del presente ámbito de
protección. Por otra parte, todos los detalles pueden substituirse
por elementos técnicamente equivalentes, y las formas, dimensiones
y materiales utilizados pueden ser de cualquier naturaleza en
función de las necesidades.
Claims (6)
1. Dispositivo de medición de la tensión para
aplicaciones eléctricas que puede asociarse operativamente al cable
de una línea para detectar una señal de tensión en un aislante con
una serie anillos adyacentes salientes en particular de un aparato
de la red, que comprende por lo menos un condensador de entrada
dispuesto coaxialmente con dicho cable y puede conectarse a un
divisor capacitivo para detectar la citada señal de tensión,
caracterizado por el hecho de que dicho condensador de
entrada presenta forma de tira metálica con dos extremos que
presentan una forma para poderse insertar en un asiento anular
definido entre dos anillos adyacentes salientes de dicho aislante,
y por el hecho de que el citado dispositivo comprende medios de
cierre que pueden sujetar mecánicamente la citada tira con sus dos
extremos dispuestos juntos alrededor de la superficie externa del
citado aislante, en el interior de dicho asiento.
2. Dispositivo de medición de la tensión para
aplicaciones eléctricas según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicha tira metálica queda
sujetada alrededor de uno de los tres últimos asientos anulares
definidos por la serie anillos salientes del aislante, según se
considere desde el extremo estrecho del aislante en cuyo interior
entra el cable.
3. Dispositivo de medición de la tensión para
aplicaciones eléctricas según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicho condensador de
entrada presenta forma de tira metálica que puede sujetarse a través
de unos medios de cierre con dos extremos dispuestos juntos, en una
posición coaxial, en el exterior y alrededor de dicho cable con un
aislante dispuesto en el medio.
4. Dispositivo de medición de la tensión para
aplicaciones eléctricas según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicha tira metálica queda
insertada por lo menos parcialmente en una capa de material
aislante.
5. Dispositivo de medición de la tensión para
aplicaciones eléctricas según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dichos medios de cierre
consisten en medios de tipo desgarre en particular de tipo
Velcro.
6. Dispositivo de medición de la tensión para
aplicaciones eléctricas según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que está incluido en un
conjunto de medición para aplicaciones eléctricas, que puede
asociarse operativamente al cable de una línea y que comprende:
dicho dispositivo para detectar una señal de tensión provisto de un
condensador de entrada dispuesto coaxialmente con dicho cable y que
puede conectarse a un divisor capacitivo para detectar dicha señal
de tensión, y en forma de collar metálico insertado por lo menos
parcialmente en una capa de material aislante; por lo menos un
dispositivo para detectar una señal de corriente, provisto de por lo
menos una bobina de Rogowsky formada en al menos un circuito
impreso insertada por lo menos parcialmente en una capa de material
aislante y dotada de una abertura central, estando formada dicha
bobina por unas deposiciones radiales dispuestas a ambos lados del
circuito impreso y unas conexiones eléctricas dispuestas entre las
deposiciones de los dos lados, quedando montado dicho circuito
impreso axialmente con el citado divisor capacitivo para formar un
único cuerpo con las capas de aislamiento asociadas conectados
rígidamente entre sí.
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