BR202020008028U2

BR202020008028U2 - GROUNDING ROD WITH WATER JET PENETRATION

Info

Publication number: BR202020008028U2
Application number: BR202020008028-3U
Authority: BR
Inventors: Artur Elias Padovani
Original assignee: Artur Elias Padovani
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2020-04-22
Publication date: 2021-11-03
Also published as: WO2021212193A1

Abstract

haste de aterramento com penetração por jato de água. a presente inovação se refere a um dispositivo para instalação de aterramentos elétricos, compondo-se de uma haste de aterramento oca e uma ponta cônica oca para proporcionar a facilitação da penetração do eletrodo no solo através de um jato de água, sendo a haste dotada de rosca interna e externa nas extremidades e provida de uma ponta cônica que permite a passagem de fluido sob pressão para gerar uma erosão controlada no solo e abrir caminho para o eletrodo.grounding rod with water jet penetration. The present innovation refers to a device for installing electrical grounding, consisting of a hollow grounding rod and a hollow conical tip to facilitate the penetration of the electrode into the ground through a jet of water, with the rod being equipped with a internal and external threads at the ends and provided with a conical tip that allows the passage of fluid under pressure to generate controlled erosion in the soil and open the way for the electrode.

Description

GROUNDING ROD WITH WATER JET PENETRATION

field of innovation

[001] A presente inovação pertence ao campo dos dispositivos elétricos, mais especificamente a uma haste oca para sistemas de aterramento, capaz de possibilitar a passagem de um jato de água para promover sua inserção no solo.[001] This innovation belongs to the field of electrical devices, more specifically a hollow rod for grounding systems, capable of allowing the passage of a water jet to promote its insertion into the ground.

Innovation history

[002] Os sistemas de aterramento tradicionais utilizam hastes cravadas no solo, compreendendo uma ou várias hastes de aterramento unidas em série, abrangendo:

a) a haste, que atua como eletrodo, sendo que, no sistema de aterramento, "haste" é a peça única inserida no solo, enquanto "eletrodo" abrange uma haste ou um conjunto delas, interligadas fisicamente em série;
b) o aterramento, que consiste em um ou vários eletrodos cravados no solo, eletricamente interligados.

[002] Traditional grounding systems use rods driven into the ground, comprising one or more ground rods joined in series, comprising:

a) the rod, which acts as an electrode, and in the grounding system, "rod" is the single piece inserted into the ground, while "electrode" comprises a rod or a set of them, physically interconnected in series;
b) grounding, which consists of one or more electrodes embedded in the ground, electrically interconnected.

[003] Vale salientar que é habitual interligarem-se vários eletrodos para conseguir a eficácia que atenda às necessidades exigidas para o aterramento. [003] It is worth noting that it is common to interconnect several electrodes to achieve the efficiency that meets the needs required for grounding.

[004] A conexão dos equipamentos elétricos ao sistema de aterramento permite que, no caso da ocorrência de uma falha na isolação dos equipamentos ou de descarga atmosférica, a corrente passe através do condutor de aterramento ao invés de percorrer o corpo de uma pessoa que eventualmente esteja em contato com o equipamento. [004] The connection of electrical equipment to the grounding system allows that, in the event of a fault in the equipment insulation or lightning strike, the current passes through the grounding conductor rather than through the body of a person who eventually is in contact with the equipment.

[005] Assim, como é de conhecimento entre profissionais da área de eletricidade, tendo em vista a proteção de máquinas, equipamentos e de vidas, é recomendado, quando não obrigatório, o aterramento de máquinas e equipamentos eletroeletrônicos em residências, estabelecimentos comerciais e industriais, além de instalações como torres, cercas metálicas e outros. [005] Thus, as is known among professionals in the field of electricity, with a view to protecting machines, equipment and lives, it is recommended, when not mandatory, the grounding of electrical and electronic machinery and equipment in homes, commercial and industrial establishments , in addition to installations such as towers, metal fences and others.

[006] Um bom aterramento deve-se a vários fatores, desde o tipo de solo, considerando sua resistividade, a qualidade e a especificação correta do material, o cuidado no manuseio e no transporte, bem como o uso de ferramentas e cuidados especiais no ato da inserção dos eletrodos e na escolha do local. [006] A good grounding is due to several factors, from the type of soil, considering its resistivity, the quality and correct specification of the material, the care in handling and transport, as well as the use of tools and special care in the act of inserting the electrodes and choosing the location.

[007] O aterramento tem, então, a função de realizar a dissipação da corrente elétrica de surtos ocasionados por descargas atmosféricas ou surtos elétricos nas instalações elétricas, além de atenuador de ruídos elétricos. [007] The grounding has, then, the function of carrying out the dissipation of electrical current from surges caused by atmospheric discharges or electrical surges in electrical installations, in addition to attenuating electrical noise.

[008] Ao se obter melhor desempenho no aterramento, menores serão os pontos de inserção de eletrodos e, consequentemente, menos intervenções nas instalações urbanas, como calçadas quebradas e árvores arrancadas, além de menor o número de locais sujeitos a contaminações pelos eletrodos. Um dos principais fatores para conseguir a melhor eficiência é a profundidade do eletrodo, característica que é otimizada nessa nova versão da haste de aterramento. [008] By obtaining better performance in grounding, the points of insertion of electrodes will be smaller and, consequently, fewer interventions in urban installations, such as broken sidewalks and uprooted trees, in addition to reducing the number of places subject to contamination by the electrodes. One of the main factors in achieving the best efficiency is the electrode depth, a characteristic that is optimized in this new version of the ground rod.

[009] Para entender os problemas do sistema de aterramento convencional, é necessário conhecer a haste convencional, normalmente fabricada por uma barra de ferro reta e maciça, revestida por uma camada de cobre ou algum outro material condutor não oxidante. [009] To understand the problems of the conventional grounding system, it is necessary to know the conventional rod, usually manufactured by a straight and solid iron bar, coated with a layer of copper or some other non-oxidizing conductive material.

[010] Essa haste convencional é uma peça de difícil instalação, tradicionalmente instalada de forma braçal, com a introdução no solo feita com golpes axiais promovidos por uma ferramenta pesada, como um martelo, forçando a haste a penetrar no solo. [010] This conventional rod is a piece of difficult installation, traditionally installed in a bracing way, with the introduction into the ground made with axial blows promoted by a heavy tool, such as a hammer, forcing the rod to penetrate the ground.

[011] No sistema tradicional, as hastes podem ser danificadas na colocação e imediatamente descartadas causando diretamente prejuízo financeiro e ecológico. [011] In the traditional system, the rods can be damaged during placement and immediately discarded, directly causing financial and ecological damage.

[012] Em muitos casos, a haste convencional é parcialmente danificada na própria instalação porque a fina camada de revestimento (que é uma proteção contra a oxidação) é parcialmente rompida (lixada) ao atritar diretamente com areia, pedriscos e outros materiais abrasivos existentes no solo. A oxidação causa a diminuição da vida útil, comprometendo a eficiência, abreviando o tempo de eficiência e consequentemente causando prejuízos em relação à segurança além de prejuízos financeiros e ecológicos pelo descarte precoce. [012] In many cases, the conventional rod is partially damaged in the installation itself because the thin coating layer (which is a protection against oxidation) is partially broken (sanded) by rubbing directly with sand, gravel and other abrasive materials existing in the ground. Oxidation causes a reduction in the useful life, compromising efficiency, shortening the efficiency time and consequently causing damages in terms of safety, in addition to financial and ecological losses due to early disposal.

[013] Quando ocorre o rompimento total ou parcial da camada do material de revestimento, ocorre a oxidação do eletrodo de ferro e a dissipação de uma descarga atmosférica fica comprometida pelo isolamento do material condutor e do solo. [013] When the total or partial rupture of the coating material layer occurs, oxidation of the iron electrode occurs and the dissipation of an atmospheric discharge is compromised by the isolation of the conductive material and the ground.

[014] Uma eventual inspeção pode perceber este defeito e promove-se sua restauração, gerando não só o prejuízo financeiro, como um risco à segurança e o desperdício pelo descarte de parte do material. Vale ressaltar que nas emendas são utilizadas conexões (luvas) mais grossas que o diâmetro nominal da haste, dificultando ainda mais a penetração no solo. [014] An eventual inspection may notice this defect and its restoration is promoted, generating not only the financial loss, but also a risk to safety and waste due to the disposal of part of the material. It is noteworthy that connections (sleeves) thicker than the nominal diameter of the rod are used in the splices, making penetration into the ground even more difficult.

[015] Do ponto de vista da ergonomia, no sistema convencional, usando a ferramenta para golpear a haste, os profissionais estão sujeitos a vários acidentes, além de traumas causados pelas ferramentas adequadas para desenvolver o serviço, principalmente na coluna vertebral. [015] From the standpoint of ergonomics, in the conventional system, using the tool to strike the rod, professionals are subject to several accidents, in addition to trauma caused by the proper tools to develop the service, especially in the spine.

[016] As soluções do estado da técnica não abordam as mesmas características da presente inovação. Por exemplo, o documento MU8902648-9 apresenta uma haste para aterramento elétrico caracterizada por um corpo principal constituído a partir de uma haste, que descreve um formato transversal em cruz com ângulos de 90° ou em "X", formato abas, cujas secções inferiores afunilam-se formando uma ponteira, sendo que na secção superior uma das abas é dotada de furos, enquanto outra projeta transversalmente um suporte dotado de furos para fixação dos cabos, em disposições derivativas as hastes possuem formato transversal em forma de "V" ou "T". [016] The prior art solutions do not address the same characteristics of the present innovation. For example, the document MU8902648-9 presents a rod for electrical grounding characterized by a main body made of a rod, which describes a cross-shaped cross with 90° angles or in "X", shape flaps, whose lower sections they taper forming a tip, and in the upper section one of the flaps is provided with holes, while the other projects a support transversely with holes for fixing the cables, in derivative arrangements the rods have a transverse shape in the shape of a "V" or " T".

[017] Já o documento MU6900120-0 traz uma haste de aterramento definida por uma barra roliça ou provida de uma extremidade cônica, podendo ser do tipo padrão ou do tipo prolongável, neste último caso possuindo extremidades roscadas que permitem a união de várias hastes através de luvas de emenda e, também de um parafuso de gravação para proteger-se as roscas da luva e da haste prolongável, estando previstos elementos de conexão para conectar a cordoalha terra à haste de aterramento. [017] Document MU6900120-0, on the other hand, has a grounding rod defined by a round bar or provided with a conical end, which can be of the standard type or of the extendable type, in the latter case having threaded ends that allow the union of several rods through splicing sleeves and also a recording screw to protect the threads of the sleeve and the extendable rod, with connection elements to connect the ground strand to the ground rod.

[018] Assim, a presente inovação vem trazer uma abordagem prática para solucionar estes diversos problemas, contribuindo para a instalação prática e eficiente de eletrodos com hastes auto penetrantes por jato de água, dispensando o uso de ferramentas brutas e nada ergonômicas. [018] Thus, this innovation comes to bring a practical approach to solve these various problems, contributing to the practical and efficient installation of electrodes with self-penetrating rods by water jet, dispensing with the use of crude and non-ergonomic tools.

Description of figures

[019] A Figura 1 representa uma vista em corte longitudinal dos componentes da haste de aterramento da presente inovação, onde se percebem seu corpo (1) e sua ponta cônica (2), com as respectivas rosca da ponta cônica (3), rosca externa do corpo (4) e rosca interna do corpo (5). [019] Figure 1 represents a longitudinal sectional view of the components of the grounding rod of the present innovation, where its body (1) and its conical tip (2) can be seen, with the respective threads of the conical tip (3), thread outer body (4) and inner body thread (5).

[020] A Figura 2 ilustra uma vista em detalhe da associação da ponta cônica (2) ao corpo (1) da haste. [020] Figure 2 illustrates a detailed view of the association of the conical tip (2) to the body (1) of the stem.

[021] A Figura 3 representa uma vista em corte longitudinal dos componentes da haste de aterramento da presente inovação, onde se percebem seu corpo (1) e sua ponta cônica (2), isolados (1A), em associação simples (1B) e em associação seriada (1C). [021] Figure 3 represents a longitudinal sectional view of the components of the grounding rod of the present innovation, where its body (1) and its conical tip (2) can be seen, isolated (1A), in simple association (1B) and in serial association (1C).

[022] A Figura 4 mostra uma representação esquemática do uso da haste da presente inovação no processo de cravação no solo (6), ilustrando a ligação com uma bomba (7) que impulsiona a água (8) através do corpo (1) e da ponteira (2).[022] Figure 4 shows a schematic representation of the use of the rod of the present innovation in the soil driving process (6), illustrating the connection with a pump (7) that drives water (8) through the body (1) and of the tip (2).

Description of the innovation

[023] A inovação aqui proposta consiste em um dispositivo voltado à instalação de sistemas de aterramento elétrico, consistindo em uma haste de corpo oco (1), de formato preferencialmente cilíndrico, dotado de uma rosca externa (4) e outra interna (5) em suas extremidades. Utiliza-se um acessório que configura uma ponta cônica (2), também oca, porém de diâmetro interno reduzido, dotada de uma rosca (3), que pode ser interna ou externa, para ser conectada na extremidade do corpo (1) provida de uma rosca (4), com a finalidade de aumentar a pressão do fluido (8) e formar o jato responsável pela erosão na ponta da haste. [023] The innovation proposed here consists of a device aimed at the installation of electrical grounding systems, consisting of a hollow rod (1), preferably cylindrical in shape, equipped with an external (4) and an internal (5) thread at its ends. An accessory is used that configures a conical tip (2), also hollow, but with a reduced internal diameter, equipped with a thread (3), which can be internal or external, to be connected to the end of the body (1) provided with a thread (4), in order to increase the fluid pressure (8) and form the jet responsible for erosion at the tip of the rod.

[024] O corpo oco (1) proporciona a passagem de um fluido (8), preferencialmente água, opcionalmente ar comprimido, ou ainda a combinação de dois ou mais fluidos, que, sob pressão, se esvai pela ponta cônica (2), abrindo caminho no solo (6) para a penetração da haste por meio de uma erosão controlada. [024] The hollow body (1) provides the passage of a fluid (8), preferably water, optionally compressed air, or even a combination of two or more fluids, which, under pressure, escapes through the conical tip (2), opening a path in the soil (6) for the penetration of the rod through a controlled erosion.

[025] Em uma configuração preferencial da presente inovação, uma bomba (7) pressuriza o fluido (8) e se conecta à haste por meio de um tubo, preferencialmente flexível, como uma mangueira, engastando-se à rosca interna (5) em sua extremidade superior por meio de um dispositivo de conexão apropriado. [025] In a preferred configuration of the present innovation, a pump (7) pressurizes the fluid (8) and connects to the rod through a tube, preferably flexible, such as a hose, engaging the internal thread (5) at its upper end through an appropriate connecting device.

[026] Opcionalmente, o fluido (8) pode ser pressurizado por outros modos, como, por exemplo, uma diferença de altura, gerando uma pressão por diferença de nível. [026] Optionally, the fluid (8) can be pressurized by other ways, such as, for example, a height difference, generating a pressure by level difference.

[027] Com a passagem do fluido (8) pela ponta cônica (2), o fluxo provoca uma erosão controlada, que pode ser melhor controlada com formatos diversos da ponta cônica (2), dependendo do tipo de solo (6) onde se faz a instalação, expulsando e removendo o material, como terra, argila, areia, pedriscos etc. da ponta (2) do eletrodo, fazendo um canal vertical no solo e, assim, facilitando a penetração no solo (6). [027] With the passage of fluid (8) through the conical tip (2), the flow causes a controlled erosion, which can be better controlled with different shapes of the conical tip (2), depending on the type of soil (6) where it is does the installation, expelling and removing material such as earth, clay, sand, gravel etc. of the tip (2) of the electrode, making a vertical channel in the ground and thus facilitating penetration into the ground (6).

[028] Vale salientar que o fluido (8) normalmente retorna para a superfície pelo lado externo do eletrodo, conduzindo o material removido para fora do canal de forma natural. Esta é a principal diferença e vantagem da haste penetrante por jato de água em relação aos modelos já existentes. [028] It is noteworthy that the fluid (8) normally returns to the surface from the outside of the electrode, leading the removed material out of the channel in a natural way. This is the main difference and advantage of the waterjet penetrating rod compared to existing models.

[029] Adicionalmente, a haste apresentada pode ser alongada mediante o engaste de múltiplas peças do corpo (1), promovendo a interação da rosca interna (4) de uma peça de corpo (1) com a rosca externa (5) de outra peça do corpo (1), formando um artefato único, como ilustrado na Figura 3. [029] Additionally, the rod shown can be lengthened by crimping multiple parts of the body (1), promoting the interaction of the internal thread (4) of a body part (1) with the external thread (5) of another part of the body (1), forming a single artifact, as illustrated in Figure 3.

[030] A haste de aterramento ora apresentada visa modernizar e modificar a prática de instalação de sistemas de aterramento por haste cravada, facilitando significativamente a operação, melhorando a eficiência, bem como aumentando a durabilidade do sistema, além de agredir menos a natureza. [030] The grounding rod presented here aims to modernize and modify the practice of installing grounding systems by nailed rod, significantly facilitating the operation, improving efficiency, as well as increasing the durability of the system, in addition to being less harmful to nature.

[031] Por ser capaz de atingir uma profundidade maior, a haste da presente inovação aumenta a eficiência do aterramento, promovendo um menor impacto ambiental pela menor necessidade de intervenção no ambiente, por exemplo, demandando uma menor área e, consequentemente, uma menor quantidade de árvores removidas. [031] By being able to reach a greater depth, the rod of this innovation increases the efficiency of grounding, promoting a lower environmental impact by the lesser need for intervention in the environment, for example, requiring a smaller area and, consequently, a smaller amount of removed trees.

[032] Adicionalmente, por não haver descarte de hastes danificadas, em oposição ao sistema convencional, também se diminui sensivelmente o custo operacional. [032] Additionally, as there is no disposal of damaged rods, as opposed to the conventional system, the operating cost is also significantly reduced.

[033] Vale destacar que o diâmetro da haste pode ser adaptado à condição do aterramento a ser realizado, utilizando hastes com diâmetros menores ou maiores conforme necessidade do aterramento. Há o destaque que essa haste ocada pode ser utilizada em diâmetros muito maiores e instaladas em aterramentos com alto grau de exigência, algo que não seria viável utilizando-se as hastes convencionais. [033] It is noteworthy that the diameter of the rod can be adapted to the condition of the grounding to be performed, using rods with smaller or larger diameters as needed for the grounding. It is worth noting that this hollow rod can be used in much larger diameters and installed in grounding with a high level of demand, something that would not be feasible using conventional rods.

[034] Outra grande vantagem da haste aqui descrita, que opera com penetração por jato de água (8), é que, em sistemas que exigem muita confiança e durabilidade, esse sistema permite instalar hastes de maior eficácia, construídos com um único material não oxidante, especialmente o cobre. [034] Another great advantage of the rod described here, which operates with penetration by water jet (8), is that, in systems that require a lot of reliability and durability, this system allows installing rods of greater efficiency, constructed with a single material that is not oxidizer, especially copper.

[035] Outra vantagem oferecida nesse sistema é quando há a necessidade de tratamento do solo (6) com gel, para baixar sua resistividade, pode-se utilizar o próprio gel junto ao fluido (8) de erosão, conseguindo-se uma aplicação homogênea nas extremidades, com concentração maior na parte de baixo do eletrodo, que é a parte de maior interesse da dissipação do surto elétrico. [035] Another advantage offered in this system is when there is a need to treat the soil (6) with gel, to lower its resistivity, the gel itself can be used together with the erosion fluid (8), achieving a homogeneous application. at the ends, with greater concentration at the bottom of the electrode, which is the most interesting part of the dissipation of the electrical surge.

[036] Esta inovação não se limita às representações aqui comentadas ou ilustradas, devendo ser compreendida em seu amplo escopo. Muitas modificações e outras representações do invento virão à mente daquele versado na técnica à qual essa inovação pertence, tendo o benefício do ensinamento apresentado nas descrições anteriores e desenhos anexos. Além disso, é para ser entendido que o invento não está limitado à forma específica revelada, e que modificações e outras formas são entendidas como inclusas dentro do escopo das reivindicações anexas. Embora termos específicos sejam empregados aqui, eles são usados somente de forma genérica e descritiva e não como propósito de limitação. [036] This innovation is not limited to the representations commented on or illustrated here, and must be understood in its broad scope. Many modifications and other representations of the invention will come to the mind of one skilled in the art to which this innovation belongs, taking advantage of the teaching presented in the foregoing descriptions and accompanying drawings. Furthermore, it is to be understood that the invention is not limited to the specific form disclosed, and that modifications and other forms are intended to be included within the scope of the appended claims. Although specific terms are used here, they are used only in a generic and descriptive manner and not by way of limitation.

Claims

Ground rod characterized by comprising a hollow body (1), preferably cylindrical, said rod formed by the association of at least one hollow body (1), with an essentially cylindrical profile, with a conical tip (2), by means of the internal thread setting (3) of the hollow end (2) with the external thread (4) of the hollow body (1), said hollow body (1) provided with an external thread (5) at its opposite end, said hollow body (1) capable of provide the passage of a fluid (8) under pressure, which flows through the conical tip (2), said hollow body (1) capable of crimping at least one more hollow body (1) through the interaction of the external thread (4 ) of one with the internal thread (5) of the other, forming a single artifact.