BR112017011670B1

BR112017011670B1 - Adaptador de buchas de conexão elétrica

Info

Publication number: BR112017011670B1
Application number: BR112017011670-7A
Authority: BR
Inventors: Sergio Sebastián Martín; Luis RANEDO TORRES; Joseba AROSTEGUI LEGARRETA; José Luis Sabas Fernández
Original assignee: Ormazabal Y Cía, S.L.U.
Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2021-12-14
Also published as: WO2016087685A1; HK1246008A1; CN107534248B; BR112017011670A2; US20170331220A1; EP3229323A4; EP3229323A1; ES2788898T3; AR102864A1; CN107534248A; UY36415A; DK3229323T3; MX382882B; EP3229323B1; PL3229323T3; US10193272B2; MX2017007150A

Abstract

adaptador de buchas de conexão elétrica. permite realizar uma conexão elétrica de forma isolada, blindada, e que permite a captação de um sinal de presença de tensão, entre o cabo (3) e o equipamento elétrico com buchas (4) do tipo fêmea sem a necessidade de substituir nem modificar o equipamento elétrico de alta tensão (2), somente adicionando elementos de fixação ao adaptador (1). dito adaptador (1) compreende um corpo (6) de material isolante, dotado de uma primeira extremidade de conexão (8) configurada para ser acoplada de forma selada na dita pelo menos uma bucha (4) fêmea do equipamento elétrico de alta tensão (2), e de uma segunda extremidade de conexão (9) configurada para ser acoplada a um terminal fêmea (5) do cabo (3).

Description

[001] OBJETO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção se refere ao campo da distribuição e transformação de energia elétrica, e mais concretamente a um adaptador, de aplicação em um ponto de conexão entre um equipamento elétrico de alta tensão com buchas de conexão elétrica tipo fêmea e um cabo com terminal, permitindo realizar uma conexão elétrica de forma isolada, blindada, e que permite a captação de um sinal de presença de tensão, entre o cabo e o equipamento elétrico com buchas do tipo fêmea sem necessidade de substituir nem modificar o equipamento elétrico de alta tensão, somente adicionando elementos de fixação ao adaptador.

[003] ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[004] Os equipamentos elétricos ou células de alta tensão empregados em instalações de distribuição de energia elétrica para manobra e/ou proteção da rede elétrica, são habitualmente modulares e/ou compactos, de forma que mediante o emprego de um sistema de acoplamento, como pode ser por exemplo o publicado no documento WO0235668A1, estes equipamentos elétricos são extensíveis e, portanto, pode obter qualquer esquema elétrico de alta tensão.

[005] Estes equipamentos elétricos ou células extensíveis dispõem de buchas de conexão elétrica laterais tipo fêmea, chamados também tulipas, que facilitam a conexão entre seus barramentos principais mediante o sistema de acoplamento citado anteriormente. Em uma instalação com uma pluralidade de equipamentos elétricos modulares conectados entre si, o primeiro e/ou último equipamento elétrico da instalação constitui a instalação elétrica e/ou a saída da instalação. Esta instalação ou saída da instalação geralmente é executada mediante cabos com terminais (terminais em T ou acopladas), as quais se conectam a umas buchas de conexão elétrica tipo macho. Dado que os equipamentos elétricos instalados um ao lado do outro compreendem buchas de conexão elétrica tipo fêmea, é necessário que o primeiro e/ou o último equipamento elétrico da instalação disponha de buchas de conexão elétrica tipo macho para dar instalação e/ou saída à instalação mediante cabos com terminais.

[006] Em uma instalação existente em campo é necessário dar continuidade ao circuito elétrico até a outra instalação, como por exemplo um centro de transformação. Por isso, o último equipamento elétrico deve ter na lateral adequada buchas tipo macho para poder conectar os cabos de saída dotados com terminais ou adicionar um equipamento elétrico, mas, com o que implica no custo. Definitivamente tudo isso supõe trabalhos que levam um tempo de desmontagem e montagem, a soma dos custos relativos à mão de obra e do novo equipamento elétrico com buchas macho a instalar, assim como certas desvantagens desde o ponto de vista logístico como são o aumento da quantidade de referências e a gestão de estoques de produto. No caso de não estar instalado no campo, implica levar em conta todas estas restrições e detalhes na hora de pedir equipamentos elétricos, já que uns serão com buchas fêmeas e outros com buchas macho.

[007] Uma vez que se dispõe de buchas tipo macho em um lado do equipamento elétrico, haverá que instalar os cabos com conectores (terminais) dentro de um equipamento elétrico de isolamento de ar, denominada remonte em cabos.

[008] Em instalações como por exemplo parques eólicos, em que o centro de transformação pode estar localizado no interior da torre dos aerogeradores, a instalação, operação e manutenção dos equipamentos elétricos está condicionado pela largura da porta de entrada da torre e pela disponibilidade do espaço no interior desta. Portanto, a instalação destes equipamentos elétricos com buchas macho junto com a célula de remonte nos cabos, poderia implicar em problemas de acessibilidade ao interior da torre, já que, devido a reduzida largura da porta das torres, a introdução ou extração de equipamentos elétricos com buchas macho está muito limitada.

[009] Outras vezes, ao invés de dispor do último equipamento elétrico ou células com buchas macho, são mantidas as células com buchas fêmea e é instalado um novo equipamento elétrico denominado célula de remonte de barras, que também compreende buchas fêmea e que se conecta à última célula mediante o sistema de acoplamento anteriormente citado. Esta célula de remonte de barras isolada em gás permite comunicar o barramento principal com a seguinte instalação, dando uma saída por cabo (podendo incluir auto válvulas) até a dita seguinte instalação.

[010] Além disso, a instalação de um novo equipamento elétrico com buchas fêmea e uma célula de remonte de barras supõe um custo superior que a instalação de uma célula de remonte de cabos, tratando-se esta última de uma célula modular isolada em ar que aloja os cabos de instalação ou saída com terminal, o qual implica que o primeiro e/ou último equipamento elétrico da instalação tenha que dispor de buchas de conexão elétrica tipo macho.

[011] Por outro lado, devido à necessidade de empregar equipamentos elétricos com buchas de conexão elétrica tipo macho por exemplo para poder dar entrada ou continuidade a uma instalação que forma parte de um circuito elétrico, além dos equipamentos elétricos padrão, isto é, equipamentos elétricos que compreendem em pelo menos uma de suas paredes ao menos uma bucha de conexão elétrica tipo fêmea, é necessário dispor de estoque de equipamentos elétricos com ambas soluções de buchas (macho e fêmea), o que supõe maior complicação do conjunto de meios e métodos necessários para realizar a logística, como por exemplo no referente a atividades de compras, produção, transporte, armazenamento, manutenção e distribuição.

[012] A medida de tensão e intensidade nos equipamentos elétricos de alta tensão pode ser realizada na célula de cabos através de terminais encaixáveis, como por exemplo terminais em T, as quais podem incorporar um captador de tensão capacitivo ou resistente e um captador de intensidade indutivo. Para a conexão destes terminais com captadores de tensão e intensidade também é necessário que os equipamentos elétricos disponham de buchas macho. A medida de tensão e intensidade também pode ser realizada no barramento principal, e, portanto, em una instalação com equipamentos elétricos modulares padrão que compreendem buchas fêmea, esta medida de tensão e intensidade em barras implica a instalação de um novo equipamento elétrico ou célula de medida isolada a ar, a qual incorpora transformadores de tensão e intensidade.

[013] Neste sentido, podem ser citados exemplos como os descritos nos documentos WO2010111808A1 e WO2012080522A1, que se referem a um dispositivo de conexão entre equipamentos elétricos isolados em diferente meio (gás - ar). Este dispositivo de conexão consiste em um isolador que compreende uma parte que se acopla a uma célula isolada em gás e outra que se acopla a uma célula isolada em ar, esta última podendo ser a célula de medida com os transformadores de tensão e intensidade. Mas também neste caso, a instalação de um novo equipamento elétrico (uma célula de medida) supõe problemas de espaço em instalações com dimensões limitadas, assim como um aumento de custos.

[014] DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[015] A presente invenção resolve os inconvenientes anteriormente citados proporcionando um adaptador isolado de alta tensão previsto para ser empregado em um ponto de conexão entre um equipamento elétrico de alta tensão com buchas de conexão elétrica tipo fêmea e pelo menos um cabo com terminal, permitindo uma conexão com um elevado grau de proteção (isolada e blindada), e simultaneamente uma conexão que pode administrar valores de tensão e intensidade no ponto de conexão.

[016] Concretamente, o adaptador da invenção é instalado entre o equipamento elétrico e o cabo, e mais concretamente em um elemento de conexão existente no equipamento elétrico de alta tensão padrão, sendo este uma bucha de conexão elétrica tipo fêmea disposta em pelo menos una parede lateral do equipamento elétrico de alta tensão, através do qual não se perde nem a estanqueidade nem as características do equipamento elétrico original com buchas fêmea.

[017] O adaptador compreende pelo menos um corpo de material isolante, que compreende por sua vez uma primeira extremidade de conexão configurada para ser acoplada de forma estanque às buchas de conexão elétrica tipo fêmea do equipamento elétrico de alta tensão; e uma segunda extremidade de conexão, configurada para ser acoplada ao terminal do tipo fêmea do cabo a conectar com o equipamento elétrico de alta tensão.

[018] Além disso preferencialmente, o adaptador da invenção compreende pelo menos um conector em correspondência com pelo menos um terminal condutor das citadas buchas fêmea do equipamento elétrico de alta tensão. Este conector está configurado para ser conectado ao terminal condutor das ditas buchas fêmea quando a primeira extremidade do corpo isolada é acoplada de forma estanque nas buchas fêmea. O conector compreende pelo menos uma peça condutora, de forma que a conexão elétrica entre dita, pelo menos uma peça condutora e o terminal condutor é do tipo encaixável, estando esta conexão elétrica dentro do corpo isolante. Portanto, a conexão entre a primeira extremidade do corpo isolante e as buchas fêmea do equipamento elétrico de alta tensão é por encaixe, e, portanto, o adaptador objeto da invenção é independente do citado equipamento elétrico, mantendo a estanqueidade e todas as características deste equipamento elétrico já que não sofre nenhuma modificação.

[019] As partes condutoras se encontram montadas no interior de pelo menos um tubo condutor que se encontra alojado ou encapsulado no corpo isolante, com a possibilidade de que ditas peças possam bascular em relação ao corpo isolante e possam se deslocar axialmente para se acoplar sobre os terminais condutores providos no interior das buchas tipo fêmea, ainda quando se encontram desalinhados. Dessa forma, as peças condutoras se encontram montadas axialmente e em respectivas passagens providas radialmente em um anel condutor. As peças condutoras se encontram fixadas nos terminais condutores mediante pelo menos um elemento elástico, garantindo um contato elétrico apropriado entre ditos terminais e as partes condutoras.

[020] Por outro lado, a segunda extremidade de conexão compreende pelo menos uma barra condutora encapsulada que se encontra conectada com pelo menos uma peça condutora do conector. As peças condutoras se encontram fixadas contra a barra condutora mediante pelo menos um elemento elástico, garantindo um contato elétrico apropriado entre dita barra e as peças condutoras. O ponto de conexão de pelo menos uma peça condutora com o terminal condutor, assim como com a barra condutora se encontra no interior do citado tubo condutor.

[021] Portanto, o adaptador independente ao equipamento elétrico de alta tensão e ao cabo a se unir, possibilita a execução em campo de uma conexão/desconexão elétrica direta e rápida entre o barramento principal de equipamentos elétricos e cabos, podendo ser dito adaptador acoplável a equipamentos padrão, isto é, equipamentos elétricos que compreendem em pelo menos uma de suas paredes pelo menos uma bucha de conexão tipo fêmea. Se evita assim a necessidade de substituir ou modificar o primeiro e/ou último equipamento elétrico da instalação para poder dar continuidade ao barramento principal até outra instalação, assim como problemas de espaço em instalações com dimensões restritivas, problemas de logística, etc.

[022] Com o objetivo de controlar o campo elétrico, a primeira extremidade de conexão do corpo isolante pode compreender internamente (em sua face interna) um primeiro recobrimento condutor aplicado ao menos parcialmente em dita face interna, e em contato com o tubo condutor do conector. Desta forma, qualquer interstício de ar que possa se encontrar dentro do corpo isolante se torna blindado eletricamente, em que não se encontra submetido a nenhum campo elétrico que possa originar o início de descargas parciais. Dessa forma, a primeira extremidade de conexão se encontra recoberta externamente, pelo menos parcialmente, de um segundo recobrimento condutor que se encontra aterrado. O adaptador também pode compreender pelo menos um meio de controle de campo elétrico montado no ponto no qual confluem a primeira extremidade de conexão, a segunda extremidade de conexão e o tubo condutor do conector. Este meio de controle de campo elétrico se encontra no mesmo potencial que o tubo condutor.

[023] O adaptador compreende pelo menos um elemento de fixação, que uma vez que a primeira extremidade de conexão se acopla de forma estanque às buchas fêmea de conexão elétrica do equipamento elétrico de alta tensão, permite fixar o adaptador sobre uma parede do equipamento elétrico de alta tensão.

[024] Também foi contemplado a possibilidade de que o adaptador possa compreender pelo menos um captador de intensidade, tal como um captador toroidal indutor montado sobre a segunda extremidade de conexão para medida de intensidade, assim como pelo menos um captador de tensão encapsulado na segunda extremidade de conexão do corpo isolante para medida de tensão e/ou tomada de tensão para a alimentação de equipamentos eletrônicos, como por exemplo relé.

[025] DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[026] Para complementar a descrição que se está realizando e com objetivo de ajudar a uma melhor compreensão das características da invenção, de acordo com um exemplo preferido de realização prática da mesma, é anexado como parte integrante de dita descrição, um conjunto de desenhos em que com carácter ilustrativo e não limitativo, foi representado o seguinte:

[027] Figura 1.- Mostra uma vista em perspectiva do adaptador de buchas de conexão elétrica objeto da invenção.

[028] Figura 2.- Mostra uma vista em seção do adaptador objeto da invenção.

[029] Figura 3.- Mostra uma vista de desmonte de uma fase da rede em que se aprecia o adaptador de acordo com uma realização preferida.

[030] REALIZAÇÃO PREFERIDA DA INVENÇÃO

[031] É descrito a seguir um exemplo de realização preferida fazendo menção às figuras acima citadas, sem que isso limite ou reduza o âmbito de proteção da presente invenção.

[032] Nas figuras 1 a 3 se pode observar o adaptador (1) de buchas de conexão elétrica objeto de invenção, o qual está destinado a estar instalado entre um cabo (3) com terminal (5) e um equipamento elétrico de alta tensão (2), permitindo realizar uma conexão elétrica isolada e blindada, e simultaneamente administrar valores de tensão e intensidade no ponto de conexão, sendo dita conexão realizada mediante o adaptador (1) sobre pelo menos uma bucha (4) de conexão elétrica do tipo fêmea correspondente a pelo menos uma barra (24) do jogo de barras principal do equipamento elétrico de alta tensão (2), tal qual como se mostra na figura 3. Portanto, o adaptador (1) aqui descrito permite conectar o cabo (3) com terminal (5) na bucha (4) de tipo fêmea de um equipamento elétrico (2) que pode estar montado em uma instalação elétrica no campo.

[033] Mais concretamente, o adaptador (1) da invenção compreende um corpo (6) de material isolante, dotado de uma primeira extremidade de conexão (8) configurado para ser acoplado de forma estanque na citado pelo menos uma bucha fêmea de conexão elétrica (4) do equipamento elétrico de alta tensão (2), e de uma segunda extremidade de conexão (9) configurada para ser acoplada ao terminal (5) fêmea do cabo (3), tal qual como se mostra na figura 3. Segundo é mostrado nas figuras 1 e 2, a primeira extremidade de conexão (8) se encontra recoberta internamente, pelo menos parcialmente, de um primeiro recobrimento condutor (12) e externamente, pelo menos parcialmente, de um segundo recobrimento condutor (13) que está a potencial de terra.

[034] Tal qual como se pode apreciar na figura 2, a primeira extremidade de conexão (8) está configurada para ser alojada na bucha (4) fêmea e compreende um conector (14) encapsulado no corpo (6) configurado para ser conectada com pelo menos um terminal condutor (15) da citada bucha (4) fêmea quando a primeira extremidade de conexão (8) se acopla de forma estanque na citada pelo menos uma bucha (4) fêmea de conexão elétrica do equipamento elétrico de alta tensão (2).

[035] Dessa forma, na figura 2 se aprecia que o conector (14) da primeira extremidade de conexão (8) compreende pelo menos uma parte condutora (16) e pelo menos um anel condutor (18), em que as partes condutoras (16) se encontram montadas axialmente em passagens (19) providas radialmente no anel (18). Desta forma, a conexão elétrica entre dita, pelo menos uma parte condutora (16) e o terminal condutor (15) da bucha (4) fêmea é do tipo encaixável, estando esta conexão elétrica dentro do corpo (6) do adaptador (1). O conector (14) compreende pelo menos um tubo condutor (17) que incorpora em seu interior a citada, pelo menos uma, parte condutora (16), estando, portanto, o ponto de conexão da pelo menos uma parte condutora (16) com o terminal condutor (15) dentro do dito tubo condutor (17).

[036] Por outro lado, a segunda extremidade de conexão (9) do corpo (6) do adaptador (1) compreende pelo menos uma barra condutora (11) encapsulada que se encontra conectada com a pelo menos uma peça condutora (16) do conector (14), estando também este ponto de conexão no interior do tubo condutor (17) que se encontra no mesmo potencial que as partes condutoras (16).

[037] Para garantir um contato elétrico apropriado entre dita barra condutora (11) e as peças condutoras (16), assim como entre ditas partes condutoras (16) e o terminal condutor (15) da bucha (4) fêmea, o conector (14) da primeira extremidade de conexão (8) compreende pelo menos um elemento elástico (20) que aperta o conjunto de partes condutoras (16) contra a barra condutora (11) e o terminal condutor (15) dentro do tubo condutor (17), tal qual se mostra na figura 2.

[038] O adaptador (1) também pode compreender pelo menos um meio de controle de campo elétrico (23) montado no ponto em que confluem a primeira extremidade de conexão (8), a segunda extremidade de conexão (9) e o tubo condutor (17) do conector (14). Este meio de controle de campo elétrico (23) se encontra no mesmo potencial que o tubo condutor (17), garantindo o controle do campo elétrico em dito ponto.

[039] Com o objetivo de poder medir a tensão e intensidade, se contempla a possibilidade de que o adaptador (1) possa compreender pelo menos um captador de tensão (7) encapsulado na segunda extremidade de conexão (9) do corpo (6) e pelo menos um captador de intensidade (10) que se encontra montado sobre a segunda extremidade de conexão (9) do corpo (6), tal qual se mostra na figura 2.

[040] Finalmente, tal qual se mostra nas figuras 1 a 3, o adaptador (1) compreende pelo menos um elemento de fixação (21), como por exemplo uma chapa metálica que se encontra unida à segunda extremidade de conexão (9) mediante parafusos (25), de modo que uma vez que a primeira extremidade de conexão (8) se encontra acoplado de forma estanque na bucha (4) fêmea de conexão elétrica, permite fixar o adaptador (1) sobre um suporte de fixação (26) de uma parede (22) do equipamento elétrico de alta tensão (2), por exemplo por meio de parafusos, tal como se representa na figura 3.

Claims

1. Adaptador (1) de buchas de conexão elétrica de aplicação em um ponto de conexão entre um equipamento elétrico de alta tensão (2) que compreende pelo menos uma bucha (4) de conexão elétrica fêmea e pelo menos um cabo (3) que compreende um terminal (5), em que dito adaptador (1) compreende um corpo (6) de material isolante, dotado de uma primeira extremidade de conexão (8) configurada para ser acoplada de forma selada na dita pelo menos uma bucha (4) fêmea do equipamento elétrico de alta tensão (2), e de uma segunda extremidade de conexão (9) configurada para ser acoplada ao terminal fêmea (5) do cabo (3); em que a primeira extremidade de conexão (8) se encontra recoberta internamente, pelo menos parcialmente, de um primeiro revestimento condutor (12), e recoberto externamente, pelo menos parcialmente, por um segundo revestimento condutor (13); em que a primeira extremidade de conexão (8) compreende um conector (14) encapsulado no corpo (6) configurado para ser conectado com pelo menos um terminal condutor (15) da dita bucha (4) fêmea quando a primeira extremidade de conexão (8) é acoplada de forma selada na dita pelo menos uma bucha (4) fêmea do equipamento elétrico de alta tensão (2); em que o conector (14) compreende partes condutoras (16), de forma que a conexão elétrica entre ditas partes condutoras (16) e o terminal condutor (15) é do tipo plug-in, esta conexão elétrica estando dentro do corpo de isolamento (6); em que a segunda extremidade de conexão (9) do corpo (6) compreende pelo menos uma barra condutora (11) encapsulada que se encontra conectada com partes condutoras (16) do conector (14); em que o conector (14) compreende pelo menos um tubo condutor (17) que incorpora em seu interior as ditas partes condutoras (16), e estando os pontos de conexão das partes condutoras (16) com o terminal condutor (15) e a barra condutora (11) no interior do dito tubo condutor (17), caracterizado porcompreender adicionalmente pelo menos um meio de controle de campo elétrico (23) montado no ponto em que a primeira extremidade de conexão (8), a segunda extremidade de conexão (9) e o tubo condutor (17) convergem; e em que o conector (14) compreende adicionalmente pelo menos um anel condutor (18), em que as partes condutoras (16) estão montadas axialmente nas aberturas (19) fornecidas radialmente no anel (18).

2. Adaptador (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado poro conector (14) compreender pelo menos um elemento elástico (20) que aperta o conjunto de partes condutoras (16) contra a barra condutora (11) e o terminal condutor (15) dentro do tubo condutor (17).

3. Adaptador (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado porcompreender adicionalmente pelo menos um captador de tensão (7) encapsulado na segunda extremidade de ligação (9) do corpo (6).

4. Adaptador (1) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado porcompreender adicionalmente pelo menos um captador de intensidade (10) que se encontra montado sobre a segunda extremidade de conexão (9) do corpo (6).

5. Adaptador (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado porcompreender pelo menos um elemento de fixação (21), de modo que, uma vez que a primeira extremidade de conexão (8) se encontra acoplada de forma selada na bucha fêmea (4), esta permite que o adaptador (1) seja preso em uma parede (22) do equipamento elétrico de alta tensão (2).

6. Adaptador (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado poros meios para controlar o campo elétrico (23) possuírem a mesma potencialidade que o tubo condutor (17).