La invención se refiere a un dispositivo para atenuar el efecto corona, particularmente apto para su montaje sobre un nudo entre conductores eléctricos de una subestación eléctrica. Antecedentes de la invención

El efecto corona es un fenómeno eléctrico que se produce en los conductores que transporten corrientes eléctricas de alta tensión y que se manifiesta en forma de halo luminoso, en ocasiones perceptible al ojo humano, a su alrededor. Dado que los conductores suelen ser de sección circular, el halo adopta una forma de corona, de ahí el nombre del fenómeno.

El efecto corona está causado por la ionización del aire circundante al conductor debido a los altos niveles de tensión de la línea. En el momento que las moléculas de aire se ionizan, éstas son capaces de conducir la corriente eléctrica y parte de los electrones que circulan por la línea pasan a circular por el aire. Tal circulación producirá un incremento de temperatura en el gas, que se tornará de un color rojizo para niveles bajos de temperatura, o azulado para niveles altos.

En el ámbito de la técnica, se denomina tensión crítica disruptiva a la tensión a la que el campo en la superficie del conductor excede la rigidez dieléctrica del aire y comienza el efecto corona; y tensión crítica visual, superior a la tensión crítica disruptiva, aquella a partir de la cual el efecto corona se hace visible.

Una consecuencia directa de este efecto, es la pérdida de potencia que ocasiona en las instalaciones la descarga eléctrica de los conductores al aire. Otra consecuencia también de especial importancia es el deterioro del material, que aumenta el coste de mantenimiento de las instalaciones.

Es conocido que en los componentes de una instalación sometidos a alta tensión eléctrica, como pueden ser los nudos de amarre o suspensión de conductores aéreos, también denominados buses en una subestación eléctrica, cuando éstos presentan superficies que no son perfectamente lisas o presentan zonas en punta o arista, el efecto corona adquiere unos niveles inadmisibles.

Los problemas asociados con estas descargas eléctricas en componentes de una instalación de transformación o subestación son convencionalmente resueltos mediante el empleo de un escudo anti-corona cuyo propósito es el de redistribuir las líneas de campo electromagnético alrededor de los componentes por una superficie de relativamente alta curvatura, particularmente en la proximidad de regiones críticas que incluyen cantos o zonas en punta.

Estas superficies curvas están formadas por planchas delgadas de aluminio u otros materiales conductores que tienen formas varias y que por pares forman, cuando se ensamblan entre sí, cuerpos cerrados en forma toroidal o esférica o semiabiertos en forma de casquete esférico o similar.

Las técnicas de estampación no son en ocasiones adecuadas para dotar a las planchas de partida de las formas requeridas y más cuando se requieren acabados lisos, sin entrantes o protuberancias que alteren la forma curva deseada, y por este motivo se recurre a la utilización de moldes y estampación, encareciéndose significativamente los costes de fabricación.

Es un objetivo de la presente invención dar a conocer una alternativa a los escudos anti-corona conocidos que, a partir de una o varias planchas de metal forman cuerpos que envuelven parcial o totalmente componentes de la instalación.

El documento de patente WO201 1/009482 describe que una solución posible para reducir costes en un escudo en forma similar a la toroidal. Esta solución consiste en utilizar un haz de elementos tubulares alargados colocados paralelos uno al lado del otro y que unidos entre sí mediante unos elementos estructurales anulares forman un cuerpo similar a un toroide pero cuyas paredes no son continuas sino más bien discretas o rotas.

Esta construcción permite aligerar material, reduciéndose costes y peso, pero sin embargo no es satisfactoria desde el punto de vista del comportamiento eléctrico pues las líneas de campo no se redistribuyen satisfactoriamente precisamente porque la superficie exterior del escudo no es continua. Para superar este inconveniente se propone una solución híbrida, que combina los elementos tubulares alargados con planchas de metal para formar una superficie que en sectores es una superficie continua y en sectores es una superficie discreta o rota.

Es también un objetivo de la presente invención un dispositivo atenuador del efecto corona que, en la línea del propuesto en WO201 1 /009482, permita reducir el uso de material pero que mejore las prestaciones de éste, tanto por lo que respecta a la distribución de las líneas de corriente como a la utilización de planchas de metal, que supone un coste añadido en la obtención de formas curvas complejas o de revolución. Explicación de la invención

El dispositivo según la invención solventa los problemas antes mencionados y es particularmente aplicable a los nudos de conexión entre tubos conductores de una subestación eléctrica. En esencia el dispositivo se caracteriza porque comprende un elemento filiforme primario, eléctricamente conductivo, que arrollado sobre si mismo forma la figura envolvente destinada a alojar o a rodear parcialmente el componente de la instalación a proteger.

De acuerdo a una forma de realización, un tramo principal del elemento filiforme primario está arrollado en espiral alrededor de un eje recto formando una hélice.

En una variante, el citado tramo principal del elemento filiforme primario presenta en planta una forma de espiral uniforme o de Arquímedes en la que la distancia al eje recto varía de forma proporcional al ángulo girado, formando una hélice semiesférica o en forma de casquete esférico.

Según otra característica opcional de esta variante, el elemento filiforme primario comprende un tramo extremo recto coincidente con el eje de giro recto de la espiral, dotando al dispositivo de una forma similar a un paraguas.

De acuerdo con otra variante, el tramo principal comprende un primer segmento en hélice cilindrica de diámetro D; un segundo segmento en hélice cilindrica de diámetro d alojado en el interior de la hélice formada por el primer segmento; y un segmento de enlace de forma semejante a una hélice semiesférica de diámetro D, cumpliéndose la relación D>d.

Según otra variante, la hélice está inscrita en un cuerpo de revolución de generatriz G curva de radio constante R. Según una característica de esta variante el elemento filiforme primario comprende sendos tramos extremos rectos, que se prolongan en una misma dirección paralela al eje recto.

De acuerdo con otra forma de realización, un tramo principal del elemento filiforme primario está arrollado en espiral alrededor de un eje curvo formando una hélice toroidal.

En una variante, el tramo principal comprende dos segmentos extremos en forma semejante a una hélice semiesférica.

Según otra característica de la invención, el dispositivo comprende uno o más elementos filiformes secundarios estructurales, de menor longitud que el elemento filiforme primario y dispuestos transversales a la dirección principal del citado elemento filiforme primario para mantener constante el paso del arrollamiento. Breve descripción de los dibujos

Las Figs. 1 a, 1 b y 1 c son sendas vistas en alzado lateral, en planta y en perspectiva de una primera variante de un dispositivo según la invención;

Las Figs. 2a, 2b y 2c, son sendas vistas en alzado lateral, en perspectiva y en planta de una segunda variante del dispositivo según la invención;

Las Figs. 3a, 3b y 3c, son sendas vistas en alzado lateral, en planta y en perspectiva de un dispositivo según una tercera variante de la invención;

Las Figs. 4a y 4b son sendas vistas en perspectiva y alzado de un dispositivo según una cuarta variante de la invención;

Las Figs. 5a, 5b y 5c, son sendas vistas en alzado lateral, en planta y en perspectiva de un dispositivo según una quinta variante de realización; y

La Fig. 6, es una variante de un dispositivo que comprende un elemento filiforme secundario, auxiliar, con funciones estructurales.

Descripción detallada de la invención

Todas las variantes de la invención explicadas a continuación tienen en común que están básicamente formadas por un elemento filiforme primario 10 eléctricamente conductivo que está arrollado sobre si mismo para formar una figura geométrica tridimensional, destinada a envolver al menos parcialmente por ejemplo un nudo de conexión o un conector de barras conductoras u otro tipo de conductores en general. El tamaño de la figura geométrica dependerá de las propias dimensiones del componente de la instalación susceptible de causar un efecto corona y alrededor del cual deberá montarse o instalarse el dispositivo de la invención, por mediación por ejemplo de varillas soldadas u otros medios de unión que en sí son conocidos y que no afectan la esencia de la invención.

A modo de ejemplo, el elemento filiforme primario puede ser de Aluminio, de aproximadamente 15 mm de diámetro.

En todas las variantes representadas se han utilizado las mismas referencias numéricas para designar componentes equivalentes, y en especial para señalar el citado elemento filiforme primario 10 y un tramo principal de éste, designado con la referencia numérica 1 1 , que es el que está arrollado para formar básicamente una hélice con diferente formas.

Los dispositivos 1 así obtenidos son más ligeros que los dispositivos fabricados a partir de una chapa de material conductor y además son más sencillos de fabricar. Ventajosamente, su utilización permite además la inspección visual de los componentes que quedan ubicados en el interior del dispositivo 1 o que son parcialmente envueltos por el mismo, facilitando las tareas de supervisión y mantenimiento, lo que no era posible con la utilización de dispositivos cuya superficie o carcasa envolvente es continúa.

Cabe decir además que está probado que uno de los parámetros que favorece la aparición del efecto corona es la temperatura y la ionización del aire que envuelve el componente a proteger. A medida que aumenta la temperatura del aire éste se ioniza en mayor medida y el efecto corona tendrá más posibilidades de producirse. Mediante la formación de una figura envolvente mediante un elemento filiforme primario 10 arrollado sobre sí mismo se obtiene una envolvente discreta que permite el paso de aire a su través y por lo tanto su renovación en el espacio comprendido entre el componente a proteger y el dispositivo 1 . Una consecuencia de este efecto es que se previene el aumento de la temperatura alrededor del componente a proteger.

Por lo que se refiere a las diferentes formas que puede adoptar la hélice formada por el tramo principal 1 1 del elemento filiforme primario 10, en la variante de las Figs. 1 a, 1 b y 1 c el citado elemento filiforme primario 10 está arrollado en espiral alrededor de un eje curvo 7, en el ejemplo circular y de un diámetro A de aproximadamente 1500 mm, formando una hélice toroidal. El citado tramo principal 1 1 comprende un segmento central de altura a constante y dos segmentos extremos 1 1 d, 1 1 e en forma semejante a una hélice semiesférica. En este ejemplo la longitud I de la hélice semiesférica es de 250 mm; siendo el valor de L de aproximadamente 1250 mm.

En la variante de las Figs. 2a, 2b y 2c, el dispositivo 2 presenta una forma similar a un bulbo y se observa que el tramo principal 1 1 comprende un primer segmento 1 1 a en hélice cilindrica de diámetro D de unos 500 mm; un segundo segmento 1 1 b en hélice cilindrica de diámetro d de aproximadamente 300 mm que queda alojado dentro del primer segmento 1 1 a; y un segmento de enlace 1 1 c de forma semejante a una hélice semiesférica de diámetro D, cumpliéndose la relación D>d. Los extremos del elemento filiforme primario 10 se prolongan a modo de espigas rectas en una dirección paralela al eje recto 6. En este ejemplo la longitud L del dispositivo 2 es de unos 850 mm.

En la variante de las Figs. 3a, 3b y 3c, el dispositivo 3 presenta una forma similar a un paraguas, y se observa que un tramo principal 1 1 del elemento filiforme primario 10 está arrollado en espiral alrededor de un eje recto 6 formando una hélice que en planta tiene una forma de espiral uniforme y que confiere a esta parte del dispositivo 3 una forma de casquete esférico de radio R de aproximadamente 750 mm y de altura h de 200 mm.

En esta variante, el elemento filiforme primario 10 comprende un tramo extremo 10a recto coincidente con el eje de giro recto 6 de la espiral, dotando al dispositivo de una forma similar a un paraguas y de una altura total H de unos 600 mm.

La variante de las Figs. 5a, 5b y 5c es similar, pero el dispositivo 5 está configurado en forma de hélice semiesférica de radio R de unos 500 mm.

En cuanto a la variante de las Figs. 4a y 4b, el tramo principal forma una hélice alrededor de un eje recto 6 pero dicha hélice no es recta, variando su radio según la dirección axial, quedando inscrita la hélice en un cuerpo de revolución de generatriz G curva de radio constante R, siendo la altura H de esta variante de ejemplo de 300 mm.

En esta variante, el elemento filiforme primario 10 comprende sendos tramos extremos rectos 10b, 10c, que se prolongan contrapuestos en una misma dirección paralela al eje recto 6. Con el propósito de mantener constante el paso del arrollamiento del elemento filiforme primario 10, y en definitiva para evitar que se altere la forma de la figura envolvente que forma el citado arrollamiento, se contempla dotar al dispositivo de uno o más elementos filiformes secundarios 8 estructurales, de menor longitud que el elemento filiforme primario 10, dispuestos preferentemente transversales a la dirección del citado elemento filiforme primario 10. Para ilustrar esta solución la Fig. 6 muestra la variante del dispositivo según la Fig. 1 dotada de un elemento filiforme secundario 8, meramente estructural, cuya función es la de evitar la deformación del toroide. La incorporación de un elemento estructural de este tipo viene determinada por el diámetro y el material del elemento filiforme principal 10. Cuanto mayor sea la rigidez de este elemento filiforme principal 10 menos necesaria será la aportación de un elemento filiforme secundario para conservar la forma de la figura envolvente que caracteriza el dispositivo.