BR102014022372B1 - Conector e método para fixar um conector - Google Patents

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Abstract

conectores forjados para uma grade de aterramento. trata-se de uma família de conectores forjados com aplicação específica para unir segmentos de cabo de cobre que constituem uma grade de aterramento subterrânea em uma subestação de utilidade elétrica. os conectores têm um membro do corpo com pelo menos uma região forjada dotada de uma cuba para receber um condutor elétrico. a região forjada tem uma abertura que se estende pelo comprimento da cuba para permitir a inserção, em uma direção radial, do condutor elétrico na cuba. um inserto é configurado para o engate conjugado com a abertura na região forjada, tal que, quando o inserto é combinado com o membro do corpo, um condutor elétrico disposto na cuba é radialmente aprisionado no conector. o corpo do conector e o inserto têm uma superfície externa cilíndrica na região forjada para facilitar o forjamento do conector para fixá-lo ao condutor elétrico. o conector pode ser configurado como uma emenda sobreposta, tê ou cotovelo.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo Da Invenção
[0001] Esta invenção refere-se ao campo de conectores para condutores elétricos, e, mais particularmente aos conectores forjados para uso em uma grade de aterramento.
Antecedentes
[0002] As subestações nos sistemas de distribuição de energia elétrica exigem um sistema de aterramento projetado e instalado apropriadamente para garantir o desempenho confiável. A ligação à terra é tipicamente alcançada com uma grade de condutores elétricos enterrados no solo. O equipamento da subestação é conectado à grade de aterramento por meio de cabos, hastes ou barras que são conectadas de maneira segura à grade.
[0003] As conexões na grade e feitas com ela são tipicamente feitas usando os conectores para fins específicos que são cravados a um condutor da grade. O processo de enrugamento usado para prender um conector concentra a força compressiva em uma ou em algumas localizações ao redor da circunferência do condutor. Esta concentração localizada da força pode resultar em uma conexão elétrica ruim. O forjamento é um processo que distribui força compressiva de maneira uniforme ao redor da circunferência de um corpo cilíndrico. Portanto, um conector apropriadamente forjado fornecerá, em geral, uma conexão superior em comparação com um conector enrugado.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0004] A presente invenção fornece uma família de conectores forjados com aplicação específica para unir segmentos de cabo de cobre que constitui uma grade de aterramento subterrânea em uma subestação de utilidade elétrica. Os insertos ou “tampas” removíveis permitem que os conectores se unam aos cabos contínuos existentes antes da instalação.
[0005] Os conectores compreendem um elemento de corpo com pelo menos uma região forjada dotada de uma calha para receber um condutor elétrico, sendo que a região forjada tem uma abertura que se estende no comprimento da calha para permitir a inserção, em uma direção radial, do condutor elétrico na calha. Um inserto é configurado para o engate conjugado com a abertura na região forjada, tal que, quando o inserto é combinado com o elemento de corpo, um condutor elétrico disposto na calha é radialmente aprisionado no conector. O corpo do conector e o inserto têm uma superfície externa cilíndrica na região forjada para facilitar o forjamento do conector para fixá-lo ao condutor elétrico. O conector pode ser configurado como uma emenda sobreposta, T ou cotovelo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0006] A Figura 1 é uma de vista em perspectiva de um conector de acordo com uma primeira modalidade da invenção.
[0007] A Figura 2 é uma vista em elevação lateral do conector mostrado na Figura 1.
[0008] A Figura 3 é uma vista em elevação de uma extremidade do conector mostrado na Figura 1.
[0009] A Figura 4 é uma de vista em perspectiva de um conector de acordo com uma segunda modalidade da invenção.
[0010] A Figura 5 é uma vista em elevação de uma extremidade do conector mostrado na Figura 3.
[0011] A Figura 6 é uma de vista em perspectiva de um conector de acordo com uma terceira modalidade da invenção.
[0012] A Figura 7 é uma vista em elevação de uma extremidade do conector mostrado na Figura 5.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0013] Na descrição seguinte, para fins de explicação e não de limitação, os detalhes específicos são estabelecidos a fim de fornecer uma compreensão completa da presente invenção. No entanto, será evidente para uma pessoa versada na técnica que a presente invenção pode ser praticada em outras modalidades que se separam destes detalhes específicos. Em outras ocasiões, as descrições detalhadas dos métodos e dispositivos bem conhecidos são omitidas para não obscurecer a descrição da presente invenção com detalhe desnecessário.
[0014] As Figuras 1 a 3 ilustram um conector de aterramento em T dividido 10. A finalidade deste conector é unir o cabo (revestido com cobre, filamentos de cobre torcidos ou cobre sólido) e/ou haste de aterramento (cobre sólido ou revestido com cobre/ligado a ele) ou barra de reforço em uma configuração de 90°. O conector 10 compreende um elemento de corpo 12 e um par de insertos ou “tampas” 14. O elemento de corpo e os insertos são preferivelmente feitos de cobre de alta pureza, como cobre eletrolítico. Com os insertos removidos, o corpo do conector 12 tem uma calha quase semicilíndrica 16 para receber um cabo do condutor 17. Em um exemplo específico, o diâmetro da calha cilíndrica é 1,508 cm (0,594 polegada).
[0015] Os insertos 14 são configurados com uma superfície interna cilíndrica complementar 18 tal que o conector montado tem uma superfície interna cilíndrica completa circundando o cabo nas regiões forjadas 24. Os insertos 14 têm flanges 20 que são recebidos nas fendas correspondentes 22 no elemento de corpo 12. Estes flanges e as fendas definem as superfícies de chaveamento que ajudam na inserção axial dos insertos no elemento de corpo e impedem que os insertos sejam removidos radialmente. Os flanges e as fendas também podem ser configurados com uma afunilamento axial em direção ao centro do elemento de corpo para impedir que os insertos deslizem por todo o caminho através das fendas e temporariamente force os insertos nas fendas durante a instalação antes do forjamento.
[0016] O conector 10 é preso a um cabo primeiro ao remover os insertos 14 e, então, ao colocar o cabo na calha 16. Os insertos 14 são, então, inseridos axialmente nas fendas 22. As regiões forjadas 24 do conector são, então, inseridas em uma ferramenta de forjamento adequada e uniforme e radialmente comprimidas para reter o cabo. Em um exemplo específico, as regiões forjadas do conector têm 2,54 cm (1,00 polegada) de largura e têm um diâmetro externo de 3,17 cm (1,25 polegada). A operação de forjamento é preferivelmente realizada usando a Ferramenta de Forjamento Radial de 360° fabricada pela DMC Power, Inc. de Gardena, Califórnia.
[0017] A seção central 26 do elemento de corpo entre as duas regiões forjadas 24 não envolvem totalmente o cabo para fins de reduzir o volume do material no conector. Os comprimentos mais curtos resultantes dos insertos 14 aumentam a resistência do conector ao minimizar o movimento de inversão criado sob uma carga de tração entre as partes com 90° do conector.
[0018] O macho cilíndrico 28 não exige um inserto uma vez que o cabo, a haste ou a barra de reforço pode ser inserido axialmente. O diâmetro externo do macho cilíndrico é dimensionado para a ferramenta de forjamento e irá, geralmente, ter o mesmo diâmetro externo que as regiões de forjamento 24. Um orifício 30 é perfurado até o centro do conector. Este orifício serve para verificar a profundidade de inserção apropriada durante a instalação e permite que a umidade escape depois da instalação.
[0019] As Figuras 4 e 5 ilustram um conector de cotovelo/T/cruz dividido e deslocado 40. Este conector é projetado para unir o cabo e/ou a haste de aterramento ou a barra de reforço em uma configuração deslocada em 90°. A construção e a montagem do conector 40 é essencialmente a mesma que para o conector 10 descrito acima. Como com o conector 10, a área atrás das duas regiões forjadas 44 do elemento de corpo 42 foram removidas para a redução do material e para minimizar o movimento de inversão entre as partes em 90°.
[0020] As Figuras 6 e 7 ilustram um conector de aterramento paralelo separado 50. Dois orifícios paralelos 54 e 56 permitem que o conector seja usado em várias geometrias com o cabo flexível, como T, cruz deslocada, emenda ou cabo contínuo paralelo. Como com os conectores descritos acima, o conector 50 pode ser usado com o cabo, com a haste de aterramento e/ou a barra de reforço. As duas seções recortadas 58 e 60 em qualquer lado do corpo do conector 52 servem duas finalidades. Primeiro, elas reduzem a quantidade de material no conector, permitindo que uma força exigida menor o deforme plasticamente durante o forjamento. Segundo, elas fornecem uma área onde o encaixe pode comprimir adicionalmente, mesmo depois de o cabo e a interface do conector terem sido completamente comprimidos. Isso permite um grande alcance, isto é, a habilidade de acomodar vários tamanhos de cabo com um diâmetro de único orifício.
[0021] Ao contrário das modalidades previamente descritas, o conector 50 não têm regiões forjadas separadas para os condutores conectados. Em vez disso, todo o corpo do conector, com os insertos 14, é inserido em uma ferramenta de forjamento adequada e uniforme e radialmente comprimida para reter ambos os condutores. Em um exemplo específico, o diâmetro externo do conector 50 é 5,08 cm (2,00 polegadas).
[0022] Será reconhecido que a invenção descrita acima pode ser incorporada em outras formas específicas sem se separar do espírito ou características essenciais da revelação. Assim, compreende-se que a invenção não deve ser limitada pelos detalhes ilustrativos precedentes.

Claims (9)

1. Conector (10), caracterizado pelo fato de que compreende: um elemento de corpo (12) com primeira e segunda regiões forjadas (24) tendo respectivas primeira e segunda calhas (16) para receber respectivos condutores elétricos, o elemento de corpo (12) tendo primeira e segunda aberturas que se estendem por um comprimento das respectivas calhas (16) para permitir a inserção, em uma direção radial, de respectivos condutores elétricos nas respectivas calhas (16); primeiro e segundo insertos (14), cada um configurado para engate conjugado uma das respectivas aberturas tal que, quando os insertos (14) são conjugados com o elemento de corpo (12), os condutores elétricos dispostos nas calhas (16) são radialmente aprisionados no conector (10).
2. Conector (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda regiões forjadas (24) são dispostas em ângulos retos entre si.
3. Conector (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda regiões forjadas (24) são coaxiais, e em que o elemento de corpo (12) compreende adicionalmente uma parte de derivação tendo uma abertura cilíndrica para receber um condutor elétrico adicional.
4. Conector (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a parte da derivação é disposta perpendicular às duas regiões forjadas (24) em uma configuração em T.
5. Conector (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda calhas (16) são orientadas paralelas entre si.
6. Conector (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma seção transversal da calha (16) define um primeiro arco circular.
7. Conector (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que cada inserto (14) tem uma calha (16) com uma seção transversal que define um segundo arco circular complementar ao primeiro arco circular.
8. Conector (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de corpo (12) e os insertos (14) têm superfícies de chaveamento correspondentes tal que os insertos (14) são axialmente inseríveis no elemento de corpo (12) e são radialmente retidos nele.
9. Método para fixar um conector (10), do tipo definido na reivindicação 1, ao primeiro e ao segundo condutores elétricos, caracterizado pelo fato de que compreende: inserir o primeiro condutor elétrico na primeira calha do elemento de corpo (12); inserir o segundo condutor elétrico na segunda calha do elemento de corpo (12); inserir os dois insertos (14) nas respectivas aberturas; comprimir a região forjada (24) radial e internamente com uma ferramenta de forjamento.
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