ES2225978T3 - Estructuras mejoradas de soporte de transmision de potencia. - Google Patents

Abstract

UNOS SOPORTES (4) PARA CONDUCTOS DE TRANSMISION DE POTENCIA SE REALIZAN CON MATERIALES COMPUESTOS DE CEMENTO INORGANICO, INDUCTIVAMENTE TRANSPARENTES. SE PROPORCIONAN PARTES SEPARADAS DE LA ESTRUCTURA CON SUPERFICIES COINCIDENTES, Y SE ASEGURAN ENTRE SI POR MEDIO DE UNA LECHADA DE DILATACION. CUANDO LA ESTRUCTURA TIENE LA FORMA DE UN POSTE (4), EL FONDO DEL POSTE PUEDE ACOPLARSE A UNA BASE (28) POR MEDIO DE MANGUITOS (24) FIJADOS AL POSTE (4).

Description

Estructuras mejoradas de soporte de transmisión de potencia.

Campo técnico

Esta Invención se refiere a la técnica de las estructuras para soporte de líneas de transmisión de potencia de alta tensión, y estructuras de sub-estación de alta tensión.

Técnica anterior

Las estructuras conocidas para soportar líneas de transmisión de alta tensión, presentan diversos problemas. Un problema se debe a que las estructuras están hechas generalmente de material inductivo, de modo que la inducción causada por las altas tensiones en las líneas de transmisión reduce la capacidad de transporte de potencia del sistema. Algunas estructuras de soporte están hechas de madera, pero estas estructuras son normalmente pequeñas y caras de mantener. Los mástiles más grandes están hechos típicamente de acero, y éstos son conductores y presentan el problema de inducción, y el riesgo de un corto a tierra. Existen problemas similares en las infraestructuras de alta tensión, por ejemplo en las estructuras utilizadas en las sub-estaciones.

La solución típica a estos problemas consiste en separar las líneas de alta tensión respecto a la estructura de soporte, mediante distancias significativas, con grandes aisladores. Estos aisladores, sin embargo, son caros y requieren que las propias estructuras sean también grandes.

Otra solución que ha sido propuesta, consiste en realizar la estructura de soporte con materiales plásticos que no sean inductivos. Estas estructuras no han tenido éxito debido a que tales estructuras, que tienen una resistencia adecuada, son muy caras. Además, las torres de plástico son flexibles, lo que hace que sean vulnerables a la vibración excesiva en condiciones de viento. Estas vibraciones son transmitidas a las líneas de potencia haciendo que las mismas se rompan y den como resultado, con frecuencia, graves daños. Otro inconveniente para el uso de plásticos consiste en que éstos se degradan significativamente en un medio ambiente severo al que estén expuestas las estructuras, en particular la radiación UV procedente del sol.

También ha sido propuesta la realización de mástiles de servicio de hormigón reforzado con acero. Estos mástiles son también muy sensibles a los agentes atmosféricos, en particular a la humedad, lo que hace que el acero se oxide y el hormigón se degrade por desmoronamiento.

El documento US-A-4088808 describe artículos conformados, incluyendo mástiles de servicio huecos de composiciones de cemento hidráulico reforzadas con tejido de fibra de vidrio o con fibras de vidrio cortadas, y que tienen una superficie reflectora, suave, producida por la mezcla de "súper" reductores de agua respecto a las lechadas de cemento acuosas, por fusión o pulverización en moldes de polímero sintético, o moldes recubiertos con tales polímeros sintéticos que son repelentes del agua y no pegajosos para los cementos hidráulicos, para producir artículos curados de alta resistencia a la flexión, con al menos una superficie que es una reproducción exacta de la superficie del molde de polímero sintético, tal como alto brillo y diseño modelado.

Sumario de la invención

La presente invención está dirigida a aparatos que tienen la construcción que se define en la reivindicación 1 que se acompaña. Las características preferidas se establecen en las sub-reivindicaciones 2 a 10.

De acuerdo con la invención, los mástiles de soporte para alta tensión están hechos de un material compuesto que posee propiedades físicas y químicas que lo hacen ideal para este fin. El material es un compuesto hecho a partir de un cemento inorgánico y de fibras de vidrio inductivamente transparentes. Este material es, con preferencia, el que se describe en la Patente estadounidense núm. 4.921.222 (Mott).

El material compuesto utilizado para las estructuras de la invención tiene una alta relación de resistencia-frente-a-peso, y una alta rigidez torsional. También es no corrosivo en una diversidad de condiciones medioambientales, y el exterior de este material puede ser fácilmente sellado, con lo que no existe una absorción significativa de agua. Estas propiedades permiten que el material sea utilizado en condiciones atmosféricas severas durante amplios períodos de tiempo. Eléctricamente, el material es transparente a los campos electromagnéticos de las frecuencias empleadas en la transmisión de alta tensión, y tiene una alta resistencia dieléctrica.

Debido a que los mástiles de potencia de alta tensión, y otras estructuras similares, hechos con los materiales compuestos preferidos, son inductivamente transparentes, se requieren aisladores menos caros para soportar una línea de potencia sobre la estructura, y los mástiles pueden ser más pequeños. Además, debido a las propiedades físicas del material, los mástiles tendrán una vida muy larga, lo que reduce además los costes.

Las estructuras de soporte conforme a la invención, se fabrican preferentemente en forma de mástiles arrollando fibra de vidrio bajo tensión alrededor de un mandril, mientras se suministra el cemento inorgánico, para formar un arrollamiento de fibra de vidrio en una matriz de cemento inorgánico. Los mástiles como el mencionado, pueden ser realizados en una diversidad de formas y tamaños, dependiendo del número de líneas de transmisión que han de ser soportadas, y del terreno. En una realización, un mástil de soporte es un elemento simple, alargado, ahusado desde la parte inferior hacia la superior, que tiene una o más piezas transversales con aisladores para el enganche de las líneas de transmisión. Las estructuras de soporte pueden ser, no obstante, de otras formas, tal como una torre que tenga entramados construidos a partir de piezas individuales hechas con el material compuesto de cemento inorgánico.

Cuando la estructura de soporte tiene forma de mástil, puede ser fijada al suelo según una cualquiera de una diversidad de formas. En una realización, por ejemplo, la porción inferior del mástil puede ser simplemente plantada en el suelo. Con preferencia, el mástil está dotado de una brida inferior para enganchar en una estructura de base, tal como una base de hormigón que ha sido instalada previamente. La brida está sujeta al mástil mediante una cualquiera de una pluralidad de formas.

Las piezas transversales pueden ser sujetadas al mástil mediante una cualquiera de una pluralidad de técnicas. En una realización, se forma un receptáculo ahusado en el material compuesto durante la fabricación, y se fija en el receptáculo una pieza transversal hecha con el mismo material compuesto mediante una lechada, la cual es con preferencia una lechada expandible para garantizar una conexión segura.

Un objeto de esta invención consiste en proporcionar una estructura inductivamente transparente para soportar líneas de transmisión de alta tensión.

Otro objeto de esta invención consiste en proporcionar una estructura de soporte para líneas de transmisión de alta tensión, que sea barata y también altamente resistente a las condiciones medioambientales.

Todavía otro objeto más de esta invención consiste en proporcionar una estructura de soporte para líneas de transmisión de alta tensión, que tenga una resistencia física superior.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista lateral de una estructura de soporte de línea de transmisión, de acuerdo con la invención;

La Figura 2 es una sección transversal parcial de la parte superior de la estructura mostrada en la Figura 1;

La Figura 3 es una vista parcial, a mayor tamaño, de la estructura de soporte mostrada en la Figura 1;

La Figura 4 es una sección transversal del extremo inferior de una segunda realización de la estructura de soporte mostrada en la Figura 1;

La Figura 5 es una sección transversal del extremo inferior de una tercera realización de la estructura de soporte mostrada en la Figura 1, y

La Figura 6 es una sección transversal del extremo inferior de una cuarta realización de la estructura de soporte mostrada en la Figura 1.

Descripción detallada de la invención

La Figura 1 ilustra una realización de la invención, en la que un aparato 2 para soportar líneas de potencia de alta tensión comprende una estructura 4 de soporte y elementos 6 de fijación de línea, hechos de fibras de vidrio sustancialmente continuas, inductivamente transparentes, y de cementos inorgánicos, tales como los descritos en la Patente de Mott mencionada anteriormente. La estructura de soporte mostrada en la Figura 1 tiene forma de mástil ahusado, y ha sido soportada en el suelo mediante la colocación del extremo inferior del mástil en un agujero del suelo.

El mástil ilustrado en la Figura 1 puede realizarse arrollando fibras de vidrio bajo tensión, alrededor de un mandril ahusado, mientras se suministra el cemento inorgánico. El mandril se retira a continuación, una vez que el material compuesto ha curado, y se añaden los elementos de sujeción de línea.

Las Figuras 2 y 3 ilustran un método para sujetar los elementos de sujeción de línea a la estructura de soporte. En esta realización, el elemento 6 de sujeción de línea comprende una viga 8 transversal que soporta un aislador 10, siendo la propia línea de transmisión (no representada) sujetada al aislador 10.

La Figura 3 ilustra la conexión entre la viga 8 transversal y la estructura 4 de soporte. Un receptáculo 12 en forma de dos troncos de conos, situados trasera con trasera, se realiza en primer lugar a partir del material compuesto de cemento inorgánico inductivamente transparente. Por ejemplo, el vidrio podría ser arrollado sobre un mandril de cartón de la forma deseada, o un mandril plegable de esa forma. El receptáculo se realiza a continuación como parte de la estructura de soporte arrollándolo en el material compuesto durante la fabricación de la estructura de soporte. La viga 8 transversal es arrollada con técnicas conocidas, salvo en que una sección 14 central ha sido agrandada para proporcionar una forma exterior similar al interior del receptáculo. El diámetro exterior máximo de la viga 8 transversal es justamente menor que el diámetro interior más pequeño del receptáculo, para permitir que la viga transversal pueda ser insertada en el receptáculo. La viga transversal se fija al receptáculo rellenando el espacio 16 con lechada, la cual se expande con preferencia según se cura, para sujetar la viga transversal de forma segura en la estructura 4 de soporte. Se pueden utilizar otros medios para fijar la viga transversal a la estructura de soporte, tal como mediante la provisión de orificios para empernar las dos partes entre sí. De igual modo, se pueden utilizar otras estructuras de la técnica anterior en combinación con los componentes realizados con compuestos inductivamente transparentes. Por ejemplo, se puede emplear una viga transversal de madera, y piezas metálicas, tales como pernos o brazos de soporte que sean más pequeños e induzcan solamente de forma insignificante.

La Figura 2 ilustra una técnica para sujetar un aislador 10 a la viga 8 transversal. El aislador incluye un eje 18 que posee un aislador en un extremo, y está roscado por el otro para recibir una tuerca. El eje pasa a través de orificios que han sido taladrados en la viga transversal 8. El extremo de la viga transversal puede ser rellenado también con lechada o cemento 20, colocando un tapón de espuma 22 en el extremo de la viga y vertiendo la lechada en el extremo. Esto sellará el extremo de la viga y permitirá que la tuerca sea apretada sin dañar la viga.

Las Figuras 4 a 6 ilustran varias técnicas para sujetar la estructura de soporte al suelo. Las realizaciones de estas Figuras sujetan la estructura de soporte a una base que ha sido previamente asegurada al suelo, mientras que la realización mostrada en la Figura 1 simplemente coloca la parte inferior del mástil en un agujero del suelo. En la realización de la Figura 1, puede resultar deseable rellenar la porción del mástil con cemento o similar, para proporcionar peso añadido al mástil, y para obturar el extremo del mástil contra la entrada de humedad, etc. La parte superior del mástil deberá ser también taponada. Además, puesto que un mástil hecho con los materiales compuestos descritos, puede tener características diferentes a las de los mástiles utilizados normalmente, puede ser deseable añadir peso a otras partes del mástil para ajustar estas características.

La Figura 4 ilustra una realización en la que, un manguito 24 cilíndrico que tiene una brida 26 sujeta al mismo, por ejemplo mediante soldadura, se sitúa en el extremo inferior de la estructura de soporte. Según se ha indicado en lo que antecede, el método preferido de construcción de la estructura de soporte consiste en el arrollamiento sobre un mandril, y esto da como resultado que la estructura de soporte sea hueca. Así, el manguito cilíndrico puede ser colocado en el interior de la estructura de soporte de tal modo que la brida pueda ser sujetada a la base 28, que tiene vástagos roscados 30, mediante tuercas 32. Un espacio 34 entre el manguito y el interior del mástil, se llena de lechada para sujetar el mástil al manguito. El manguito mostrado es un cilindro recto, pero puede ser ahusado o configurado de cualquier otro modo para proporcionar las características de flexión deseadas, por ejemplo, para emparejarse con las del mástil y evitar el desarrollo de puntos de esfuerzo.

La Figura 5 muestra una realización en la que un manguito 36 se ha fijado a la parte exterior del mástil 4. Este manguito está sujeto a una brida 26, la cual está empernada a la base 28 como se muestra en la Figura 4. El espacio 38 se llena de lechada.

La Figura 6 ilustra otra realización más, en la que el extremo inferior del mástil está ahusado, de tal modo que se estrecha hacia el extremo y se ha dotado de un manguito cónico 40. El manguito 40 se utiliza como mandril durante el arrollamiento, y el mástil se ha dotado de un número incrementado de arrollamientos circunferenciales para proporcionar una resistencia de argolla incrementada en esa zona. También, el manguito 40 puede estar dotado de una parte exterior rugosa para incrementar el agarre con el interior del mástil. El manguito 40 está dotado de una placa 42 inferior que tiene un orificio central y una tuerca 44 alineada con el agujero y soldada a la placa. La porción inferior del mástil se encuentra recibida en un manguito 46 externo, el cual está asegurado a una brida 26 y soportado por un escalón 48 cónico, el cual está asegurado al manguito externo por su borde superior, y también a la brida 26. La placa 42 se ha sujetado al manguito por medio de un perno 50, el cual tira de la parte inferior cónica del mástil hacia el manguito 46 cónico, para fijar el mástil a la brida. Se apreciará que ésta es una disposición completamente segura, puesto que las fuerzas de tensión sobre el mástil son aguantadas por la resistencia de la parte inferior del mástil ahusada hacia el interior. Debido a que esta parte se ha dotado de argollas extra, es muy fuerte y, por lo tanto, está capacitada para resistir tales fuerzas.

Se apreciará que solamente se ha descrito una estructura única para soportar líneas de alta tensión. Puesto que la estructura no es inductiva, las pérdidas de las líneas se reducen considerablemente, y la separación entre las líneas puede ser más pequeña. También, los mástiles son más rígidos que otras estructuras no inductivas, y son más resistentes a las condiciones medioambientales. Las modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones anexas, resultarán evidentes para los expertos en la materia.

Claims (10)

1. Aparato (2) para soportar una línea de transmisión de alta tensión, que comprende:

una estructura (4) de soporte que posee una pared estructural para proporcionar la resistencia estructural primaria para soportar la citada línea de transmisión, siendo la pared estructural de fibras sustancialmente continuas, inductivamente transparente, y de cemento inorgánico inductivamente transparente que aglutina las fibras entre sí, impartiendo dichas fibras y el cemento a la pared estructural la resistencia estructural primaria para soportar dicha línea de transmisión, y siendo transparente a dichos campos electromagnéticos generados por la citada línea de transmisión, y

medios (6) para sujetar dicha línea de transmisión a la citada estructura (4) de soporte, que se caracteriza porque dicha estructura (4) de soporte está prevista para extenderse verticalmente, y dichos medios (6) para sujeción consisten en un elemento alargado hecho con las citadas fibras sustancialmente continuas, inductivamente transparentes, y con el cemento inorgánico inductivamente transparente, y se ha sujetado a la citada estructura (4) de soporte para extenderse horizontalmente.

2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque dichos medios (6) de sujeción comprenden además un aislador (10) sujeto a dicho elemento alargado, para enganchar la citada línea de transmisión.

3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que se caracteriza porque dicha estructura (4) de soporte es un mástil alargado, ahusado.

4. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que se caracteriza porque dicha estructura (4) de soporte incluye un receptáculo (12) para sujetar dichos medios (6), para su fijación a la citada estructura (4) de soporte.

5. Aparato de acuerdo con la reivindicación 4, que se caracteriza porque dicho receptáculo (12) comprende un manguito ahusado que se extiende a través de la citada estructura (4) de soporte, para recibir los citados medios (6) para su fijación en la misma.

6. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que se caracteriza porque el aparato comprende además medios (24, 26, 30, 32; 26, 30, 32, 36; 26, 30, 32, 40, 42, 44, 50) para sujetar la citada estructura (4) de soporte a una base (28).

7. Aparato de acuerdo con la reivindicación 6, que se caracteriza porque dicha estructura (4) de soporte comprende una porción hueca en un extremo de dichos medios (24, 26, 30, 32; 26, 30, 32, 40, 42, 44, 50) de sujeción, y porque comprende medios (24; 40) para enganche en el interior de la citada porción hueca, y una brida (26) para enganchar en la citada base (28).

8. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7, que se caracteriza porque dichos medios (24) de enganche comprenden un tubo (24) cilíndrico que se extiende verticalmente, y se ha fijado a la citada brida (26), extendiéndose dicha brida horizontalmente.

9. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7, que se caracteriza porque dicha porción hueca tiene forma de tronco de cono que es ahusado en dirección hacia el citado extremo, y los citados medios (40) de enganche comprenden un elemento (40) que se extiende verticalmente, con la forma de dicho tronco de cono.

10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 6, que se caracteriza porque dichos medios (26, 30, 32, 36) de sujeción comprenden medios (36) para enganchar con el exterior de un extremo de dicha estructura de soporte, y una brida (26) para enganchar con la citada base (28).