ES2214829T3 - Aislador pasamuro de corriente hermeticamente estanco para aparato electrico de exterior. - Google Patents

Abstract

Aislador pasamuro de corriente herméticamente estanco, para un aparato eléctrico de exterior con aislamiento gaseoso, más en particular destinado a asegurar la conexión de un conductor desprovisto de cubierta (desnudo) a un aparato, alojado en una carcasa metálica de la que una pared (17) se ha dotado de una abertura (16) prevista para permitir la conexión de un elemento conductor (19) del aparato a un extremo de un elemento conductor (18) alojado axialmente en el aislador pasamuro, que se caracteriza porque este aislador pasamuro de corriente incluye una pieza de unión y de apantallamiento (20), metálica y de paso cilíndrico, mantenida coaxialmente con el elemento conductor (18), por medio de un cuerpo (23) de material aislante moldeado que la recubre parcialmente y que forma un tapón impermeable al gas, y porque esta pieza de unión termina en una parte cilíndrica (20A), que sale por fuera del cuerpo, por medio de cuyo extremo esta pieza se suelda a la periferia de la abertura (16).

Description

Aislador pasamuro de corriente herméticamente estanco para aparato eléctrico de exterior.

La invención se refiere a un aislador pasamuro de corriente herméticamente estanco para un aparato eléctrico de exterior con aislamiento gaseoso, y más en particular a un aislador pasamuro de corriente destinado a asegurar la conexión de un conductor desprovisto de cubierta (desnudo) a un aparato de tipo blindado cuya carcasa metálica del blindaje está conectada a tierra. Existen aisladores pasamuro de corriente realizados con material sintético moldeado para un aparato eléctrico de exterior. Un ejemplo de aislador pasamuro de este tipo ha sido representado en la Figura 1, incluyendo este aislador pasamuro un conductor central 1 sobremoldeado con resina aislante 2, y que incorpora una brida de fijación 3 moldeada en el mismo material. Una pantalla 4 de control de campo, se sumerge por lo general en la resina entre la brida y el conductor, en la zona en que el aislador pasamuro se monta en la abertura prevista para el mismo en una pared 5 de la carcasa metálica de un aparato. La brida se fija a la pared mediante empernado y de una manera que no se ha representado, posee una garganta anular 6 para una junta de estanquidad 6 que permite obtener un montaje del aislador pasamuro sobre la pared de modo que sea herméticamente estanco. Este tipo de aislador pasamuro tiene el inconveniente de utilizar un material relativamente frágil, implicar la utilización de una junta cuyo montaje resulta delicado de realizar, y una pantalla de control de campo cuyo posicionamiento es crítico. Además, la forma exterior del aislador pasamuro en la zona de esfuerzo, de paso cónico, comprendida entre la brida y las aletas 7, no permite el montaje de transformadores tóricos de corriente.

Existen también aisladores pasamuro de tipo compuesto, de los que se ha representado un ejemplo en la Figura 2. Un aislador pasamuro de este tipo incorpora un núcleo 9 de resina moldeada alrededor de un conductor central 8, y una brida de fijación 10 moldeada con el núcleo. La superficie externa de la brida y de una parte cilíndrica 9A del núcleo que está a continuación, se ha recubierto con un revestimiento conductor 11 destinado a ser conectado a tierra cuando el aislador pasamuro se encuentra en su lugar. La parte cilíndrica metalizada 9A permite el montaje de al menos un transformador tórico de corriente 12, posicionado en las proximidades de la brida de fijación. Un cono 13 de repartición del campo eléctrico, se ensarta en el núcleo a continuación del, o de los, transformador(es) de corriente, y por delante de una serie de aletas 14 de material elastómero que están apiladas en el núcleo, unas a continuación de otras. Este cono equivale funcionalmente a la zona de esfuerzo, cónica, incorporada por el aislador pasamuro mostrado en la Figura 1, y permite controlar el campo en el extremo de la metalización que recubre la parte cilíndrica 9A y a una parte de sí que sigue a esta parte cuando el aislador pasamuro está ensamblado. La línea de fuga eléctrica deseada se obtiene por medio de la pila de aletas 14, como conocen los expertos en la materia. Este segundo tipo de aislador pasamuro se fija a la pared 15 de una carcasa metálica de un aparato de la misma manera que en el primer caso citado con anterioridad, y ello implica la colocación del mismo tipo de junta de estanquidad, presentando en este sentido los mismos inconvenientes. También presenta el inconveniente de utilizar un número relativamente importante de piezas diferentes cuya realización y montaje implican una sucesión de operaciones, y en especial de operaciones manuales. Por último, se hace necesario un desmontaje de las aletas y del cono de repartición de campo eléctrico, en caso de que se haya de realizar la sustitución de un transformador tórico, por ejemplo como consecuencia de un fallo.

La invención propone por lo tanto un aislador pasamuro de corriente herméticamente estanco para un aparato eléctrico de exterior, con aislamiento gaseoso, más en particular destinado a asegurar la conexión de un conductor desprovisto de cubierta (desnudo) a un aparato, alojado en una carcasa metálica en la que una pared se ha dotado de una abertura prevista para permitir la conexión de un elemento conductor del aparato a un extremo de un elemento conductor alojado axialmente en el aislador pasamuro.

La invención, sus características y sus ventajas, se expondrán en la descripción que sigue junto con la Figura 3 de la relación de figuras que se citan a continuación, en las que:

La Figura 1 presenta un ejemplo de un primer aislador pasamuro de corriente conocido;

La Figura 2 presenta un ejemplo de un segundo aislador pasamuro de corriente conocido;

La Figura 3 presenta un ejemplo de un aislador pasamuro de corriente según la invención.

El aislador pasamuro de corriente, según la invención, que se ha ilustrado en la Figura 3, se destina a ser montado a nivel de una abertura 16 prevista para aquél en una pared metálica 17 de la carcasa de un aparato, de tipo blindado, alojado en un recinto mantenido herméticamente estanco, relleno con un gas de aislamiento eléctrico o eventualmente bajo vacío. Este aislador pasamuro incorpora un elemento conductor axial 18, destinado a ser conectado a un elemento conductor 19 correspondiente del aparato que contiene la carcasa. En la realización representada, este elemento conductor 19 sale por fuera de la carcasa del aparato, a través de la abertura 16 de esta carcasa, y se conecta extremo con extremo con el elemento conductor 18 que se atornilla en un vástago fileteado 21 portado por el elemento conductor 19.

Una pieza de unión y de apantallamiento 20 permite la fijación del aislador pasamuro sobre una carcasa, siendo de paso cilíndrico y del tipo de una brida metálica soldable. En el ejemplo representado, esta pieza está centrada sobre el elemento conductor 18 que penetra parcialmente por su extremo de fijación en el elemento conductor 19. Esta pieza de unión y de apantallamiento 20 se ha realizado, por ejemplo, en acero inoxidable, incorpora una parte 20A constituida por un cilindro de revolución cuyo diámetro corresponde con el de la abertura 16 de la pared 17 de la carcasa a cuyo nivel se fija de manera estanca, sin junta y mediante soldadura. Esta pieza de unión y de apantallamiento está, por lo tanto, al mismo potencial que el resto de la carcasa del aparato que se pone normalmente a tierra. La longitud de la parte 20A se elige de modo que permita recibir exteriormente uno o más transformadores tóricos de corriente 22, de diámetro apropiado, que la circundan.

La parte de la pieza de unión y de apantallamiento 20, que está en posición opuesta a aquella por la que esta pieza se suelda a la pared 17 de la carcasa de un aparato, se prolonga mediante una parte 20B de diámetro progresivamente decreciente y de paso al menos aproximadamente troncocónico. Esta parte 20B se prolonga en sí misma mediante un corto elemento cilíndrico de revolución 20C cuyo extremo 20D está acampanado y presenta un borde arrollado. El diámetro de la parte 20C está comprendido entre el del elemento conductor 18 y el de la parte 20A. La pieza 20 está conformada de manera que constituye una pantalla de control del campo eléctrico que se crea entre aquella, conectada a tierra, y el elemento conductor 18, cuando éste se encuentra bajo tensión. Esta última se encuentra inmovilizada con respecto al elemento 18 conductor por medio de un cuerpo 23 realizado con un material aislante.

Este cuerpo de aislador pasamuro 23 se realiza por moldeo sobre el elemento conductor 18 al que recubre, salvo por los extremos, y sobre las partes de la pieza de unión y de apantallamiento 20A, 20B y 20C que engloba. En el paso tubular, forma un tapón y se extiende según el eje longitudinal del elemento conductor 18 del aislador pasamuro de corriente. Según una forma preferida de realización, este cuerpo 23 se realiza preferentemente con un material elastómero duro, poco permeable al gas, y que posee una gran resistencia a la intemperie para adaptarse a las condiciones habituales de explotación de los aparatos equipados con tales aisladores pasamuro de corriente. El nivel de estanquidad necesario puede ser obtenido por adhesión del elastómero sobre los insertos que constituyen el elemento conductor 18 y las partes de pieza de unión y de apantallamiento 20B, 20C, 20D, tras el depósito de un material primario de adhesión sobre estos insertos, o incluso por moldeo directo del cuerpo sobre el elemento conductor 18 y sobre la pieza 20. También se ha previsto realizar el cuerpo del aislador pasamuro 23 con un material del tipo de la resina que posea calidades correspondientes a las que se han previsto en lo que antecede. La parte de la pieza de unión y de apantallamiento 20 destinada a ser recubierta con la resina del cuerpo de aislador pasamuro 23, se recubre entonces previamente mediante una capa de estanquidad de material elastómero, sobre la que se sobremoldea la resina destinada a constituir el cuerpo del aislador pasamuro.

El moldeo del cuerpo de aislador pasamuro 23 que se efectúa de una vez, asegura simultáneamente la realización de una pieza que reagrupa un núcleo 23A, en el que se aloja longitudinalmente el elemento conductor central 18, un cono de repartición de campo eléctrico 23B, que engloba las partes 20B, 20C 20D de la pieza de unión y de apantallamiento, así como una sucesión de aletas 23C.

El control de características en cuanto al campo eléctrico, a nivel del aislador pasamuro de corriente según la invención, se obtiene dando una forma cónica apropiada al cuerpo de aislador pasamuro 23 alrededor de las partes de la pieza de unión y de apantallamiento 20 que están englobadas a distancia de la interfaz aire-elastómero de paso cónico. Según se ha indicado más arriba, esta pieza de unión y de apantallamiento 20 está puesta a tierra debido al hecho de su soldadura a la pared 17 de la carcasa de la célula en la que se encuentra la abertura 16 que aquella circunda, en el supuesto de que esta carcasa se encuentre en sí misma a tierra.

La parte del cuerpo de aislador pasamuro 23 que se encuentra bajo la parte 20B de la pieza de unión y de apantallamiento, y que se aloja por tanto en la parte cilíndrica 20A, es de paso troncocónico, y se reduce desde la parte 23B hasta alcanzar un diámetro algo diferente al del elemento conductor 18. Aquella tiene una longitud que puede ser reducida, cuando el recinto en el que se aloja el aislador pasamuro se rellena de gas aislante de gran firmeza dieléctrica.

El diámetro exterior del aislador pasamuro se mantiene en un valor bajo, aunque suficiente para asegurar un campo eléctrico reducido en el aire a nivel del cono de repartición de campo eléctrico, en función de la constricción que permita el valor dieléctrico de la capa de material aislante presente entre la brida 20 y el elemento conductor 18. Se ha previsto que sea a lo sumo igual al previsto para la parte 20A de la pieza de unión y de apantallamiento, la más grande de la pieza 20, con el fin de permitir la colocación en su lugar, y la retirada, de uno o más transformadores de corriente 22 sin ningún otro desplazamiento del elemento de aislador pasamuro de corriente.

La parte cilíndrica 20C de diámetro reducido de la brida 20, que es concéntrica con el elemento conductor 18, se extiende a una longitud elegida de manera conocida por los expertos en la materia, con el fin de que el aislador pasamuro posea la rigidez y resistencia a la flexión que le permitan aguantar los esfuerzos de flexión que le puedan ser aplicados a nivel de su extremo externo. El ensanchamiento constituido por la parte 20D permite reducir la concentración del campo a nivel de este extremo.

Bien entendido, resulta previsible determinar una forma de extremo a soldar de un aislador pasamuro, según la invención, que esté adaptada a la forma de la pared de la carcasa en la que se monta este aislador pasamuro, y más en particular a la forma de la abertura en cuya periferia se va a posicionar la pieza de unión y de apantallamiento 20A, para ser soldada por su extremo. Este extremo puede ser en particular una sección transversal plana en el caso de una pared 17 plana, y una sección en "boca de lobo" en el caso de una pared 17 cilíndrica de revolución.

Claims (7)

1. Aislador pasamuro de corriente herméticamente estanco, para un aparato eléctrico de exterior con aislamiento gaseoso, más en particular destinado a asegurar la conexión de un conductor desprovisto de cubierta (desnudo) a un aparato, alojado en una carcasa metálica de la que una pared (17) se ha dotado de una abertura (16) prevista para permitir la conexión de un elemento conductor (19) del aparato a un extremo de un elemento conductor (18) alojado axialmente en el aislador pasamuro, que se caracteriza porque este aislador pasamuro de corriente incluye una pieza de unión y de apantallamiento (20), metálica y de paso cilíndrico, mantenida coaxialmente con el elemento conductor (18), por medio de un cuerpo (23) de material aislante moldeado que la recubre parcialmente y que forma un tapón impermeable al gas, y porque esta pieza de unión termina en una parte cilíndrica (20A), que sale por fuera del cuerpo, por medio de cuyo extremo esta pieza se suelda a la periferia de la abertura (16).

2. Aislador pasamuro de corriente según la reivindicación 1, en el que la pieza de unión y de apantallamiento incorpora una primera parte cilíndrica de revolución (20A) cuyo diámetro corresponde al de una abertura (16), para el elemento conductor de conexión del aparato, en cuya periferia se suelda, donde esta primera parte cilíndrica se prolonga, en forma de pantalla de control de campo eléctrico, por medio de una parte (20B) de diámetro progresivamente decreciente, situada en el lado opuesto del extremo de la primera parte cilíndrica por la que dicha parte se suelda, y prolongada en sí misma por medio de una segunda parte cilíndrica (20C) que tiene un diámetro comprendido entre el de la primera parte cilíndrica de revolución (20A) soldada, y el del elemento conductor (18) del aislador pasamuro, y donde la segunda parte cilíndrica se remata mediante una parte acampanada (20D).

3. Aislador pasamuro de corriente según una de las reivindicaciones 1, 2, en el que el cuerpo (23) es un cuerpo monobloque, de paso tubular, realizado por moldeo alrededor del elemento conductor (18) del aislador pasamuro que recubre, salvo en los extremos, formando un núcleo de alojamiento (23A) para este elemento, incluyendo este cuerpo aletas de desviación de línea de fuga (23C), y englobando la pieza de unión y de apantallamiento, con excepción de la parte (20A) mediante la que se suelda esta pieza, para prolongar el núcleo mediante una parte que forma un cono de repartición de campo eléctrico.

4. Aislador pasamuro de corriente según la reivindicación 3, en el que el diámetro externo del cuerpo (23) es a lo sumo igual al de la parte (23A) más grande de la pieza de unión y de apantallamiento que se encuentra en el extremo de soldadura de esta pieza, para permitir el montaje y el desmontaje de al menos un transformador tórico de corriente de diámetro correspondiente sobre esta parte más grande.

5. Aislador pasamuro de corriente según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el cuerpo, de material aislante, está realizado en un elastómero duro, impermeable al gas y de gran resistencia a la intemperie.

6. Aislador pasamuro de corriente según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el cuerpo, de material aislante, se realiza con una resina, impermeable al gas y de gran resistencia a la intemperie, que se sobremoldea sobre la pieza de unión y de apantallamiento recubierta a este nivel por una capa de estanquidad de material elastómero.

7. Aislador pasamuro de corriente según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la pieza de unión y de apantallamiento es una pieza de acero inoxidable.