BRPI1007162B1 - Conector elétrico para cabo com fios e núcleo, método para efetuar uma conexão elétrica e método de fabricação de um segmento de mordente de um conector elétrico - Google Patents
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Abstract
conector para cabo com fios e núcleo. trata-se de um conector elétrico que inclui um elemento de extremidade configurado para conectar o conector elétrico a outro elemento; e segmentos de mordente. os segmentos de mordente são configurados para ficarem dispostos um em relação ao outro para entrar em contato diretamente com um núcleo de um cabo com fios e núcleo (c-s). cada um dos segmentos de mordente é configurado para entrar em contato com um segmento de perímetro externo diferente em torno do núcleo para combinar, para circundar substancialmente uma parte do núcleo. os segmentos de mordente são montados diretamente com o elemento de extremidade em uma conexão de intertravamento dos segmentos de mordente diretamente com o elemento de extremidade.
Description
A invenção refere-se a um conector elétrico e, mais particularmente, a qualquer co-nector elétrico para um cabo com fios e núcleo (C-S).
Os cabos de núcleo e fio (C-S) são conhecidos, tal como um cabo condutor de alumínio com alma de aço (ACSR - Aluminium Conductor Steel Reinforced), um cabo de núcleo compósito com condutor de alumínio (ACCC - Aluminium Conductor Core Composite) e urn cabo de condutor de alumínio com suporte de aço (ACSS - Aluminium Conductor Steel Supported), por exemplo. Conforme descrito na patente U.S. n2. 7.385.138 B2, a qual está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade, tais cabos têm um núcleo e fios metálicos eletricamente condutores enrolados em torno do núcleo. O núcleo funciona para permitir que o cabo seja suportado sobre um comprimento estendido a partir de extremidades opostas, tais como, em linhas de alta tensão superiores usadas em redes de distribuição de energia de alta voltagem. Os fios de condutor de metal funcionam como os condutores elétricos.
Os conectores elétricos são usados para conectar de maneira mecânica ou elétrica os cabos C-S. Os exemplos de conectores elétricos para cabos C-S são descritos nas patentes U.S. n22. 6.805.596, 6.015.953 e 7.019.217 B2, por exemplo. Os conectores elétricos do tipo luva interna de rosca previnem a compressão excessiva sobre um núcleo compósito de cabo ACCC que poderia de outra forma danificar o núcleo. No entanto, os conectores que têm luvas internas de rosca podem ser trabalhosos para instalar.
Consiste em um desejo fornecer um conector de cabo C-S que não tem um tipo com rosca de luva interna, mas que, todavia, evite a compressão excessiva de um núcleo compósito ou núcleo de aço de um cabo C-S.
O seguinte sumário é simplesmente destinado a ser exemplificador. O sumário não se destina a limitar o escopo da invenção reivindicada.
De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um conector elétrico que inclui um elemento de extremidade configurado para conectar o conector elétrico a outro elemento; e segmentos de mordente. Os segmentos de mordente são configurados para ficarem dispostos um em relação ao outro para entrar em contato diretamente com um núcleo de um cabo com fios e núcleo (C-S). Cada um dos segmentos de mordente é configurado para entrar em contato com um segmento de perímetro externo diferente em torno do núcleo para combinar, para circundar substancialmente uma parte do núcleo. Os segmentos de mordente são montados diretamente com o elemento de extremidade em uma conexão de intertra- vamento dos segmentos de mordente diretamente com um elemento de extremidade.
De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um conector elétrico que compreende um elemento de extremidade, segmentos de mordente e uma primeira luva. O elemento de extremidade é configurado para conectar o conector elétrico a outro elemento. Os segmentos de mordente são configurados para ficarem dispostos um em relação ao outro para entrarem em contato diretamente com um núcleo de um cabo com fios e núcleo (C- S). Cada um dos segmentos de mordente é configurado para entrar em contato com um segmento de perímetro externo diferente do núcleo para combinar, para circundar substancialmente uma parte do núcleo. A primeira luva entra em contato diretamente com os segmentos de mordente e circunda uma maioria dos segmentos de mordente. A primeira luva é configurada para manter os segmentos de mordente em conjunto. O conector elétrico compreende uma conexão dos segmentos de mordente diretamente com o elemento de extremidade. A conexão compreende a primeira luva que não é diretamente fixada ao elemento de extremidade.
De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um método que compreende dispor os segmentos de mordente em torno de uma extremidade de um núcleo de um cabo com fios e núcleo (C-S), em que os segmentos de mordente entram em contato diretamente com os segmentos de perímetro externo diferentes do núcleo para circundar substancialmente uma parte do núcleo; conectar os segmentos de mordente diretamente a um elemento de extremidade na formação de um conector elétrico, em que o elemento de extremidade é configurado para conectar o conector elétrico a outro elemento; e conectar uma primeira luva diretamente aos segmentos de mordente. A primeira luva circunda os segmentos de mordente ao longo da maioria do comprimento dos segmentos de mordente para reter os segmentos de mordente em conjunto. A primeira luva não entra em contato diretamente com o elemento de extremidade.
De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um método de fabricação de um segmento de mordente de um conector elétrico para um cabo com fios e núcleo (C-S) que compreende formar uma seção de eixo com uma fenda configurada para ter uma extremidade do núcleo localizada na fenda diretamente contra a seção de eixo; e formar uma seção de intertravamento em uma extremidade traseira da seção de eixo. A seção de inter- travamento compreende um assento rebaixado. O assento rebaixado é dimensionado e conformado para receber uma cabeça de intertravamento de um elemento de extremidade do conector elétrico. A cabeça de intertravamento fica localizada em uma extremidade de um pescoço de tamanho menor do elemento de extremidade. A seção de intertravamento compreende uma fenda que se estende a partir do assento rebaixado a um lado traseiro do segmento de mordente que é dimensionado e conformado para receber uma parte do pescoço do elemento de extremidade no mesmo.
Os aspectos mencionados anteriormente e outras características da invenção são explicados na seguinte descrição, tomada em conexão com os desenhos em anexo, em que:
A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma extremidade de um cabo C-S;
A Figura 2 é uma vista lateral de uma montagem que compreende características da invenção;
A Figura 3 é uma vista em seção transversal parcial da montagem mostrada na Figura 2;
A Figura 4 é uma vista lateral da extremidade frontal do elemento de extremidade mostrado na Figura 2;
A Figura 5 é uma vista em planta superior de três segmentos de mordente usados para formar a montagem de mordente mostrada na Figura 3;
A Figura 6 é uma vista lateral explodida de componentes da montagem mostrada na Figura 3;
A Figura 7 é uma vista em perspectiva dos componentes mostrados na Figura 6 em uma posição montada como uma sub-montagem;
A Figura 8 é uma vista em seção transversal parcial ampliada da extremidade do elemento de conector mostrado na Figura 4;
A Figura 9 é uma vista em seção transversal parcial ampliada da extremidade do elemento de conector e a extremidade de um dos segmentos de mordente conectadas uma à outra,
A Figura 10 é uma vista de extremidade que mostra os três segmentos de mordente inicialmente montados um com os outros;
A Figura 11 é uma vista ampliada que mostra o local de uma projeção em um orifício dos segmentos de mordente mostrados na Figura 10;
A Figura 12 é uma vista de extremidade similar à Figura 10 após a conexão final dos segmentos de mordente um com os outros;
A Figura 13 é uma vista ampliada similar à Figura 11 após a conexão final dos segmentos de mordente um com os outros, conforme mostrado na Figura 12;
A Figura 14 é uma vista lateral de um elemento de conector para o uso em uma co-nexão de junção; e
A Figura 15 é uma vista em seção transversal do elemento de conector mostrado na Figura 14.
Com referência à Figura 1, é mostrada uma vista em perspectiva de uma extremidade de um cabo de condutor de alumínio de núcleo compósito (ACCC) 2. O cabo ACCC incorpora um núcleo compósito avançado de peso leve 4, tal como, um compósito de carbono, em torno do qual fios ou fios condutores 6, tais como, feitos de alumínio, são enrolados. Na modalidade mostrada, os fios 6 incluem fios internos 7 circundados por fios externos 8. Uma braçadeira de cabo 57 é usada para impedir que os fios 8 se desenrolem na extremidade do cabo. Os cabos ACCC, em oposição aos cabos C-S que têm núcleos de aço, são mais leves e têm capacidade de condução de corrente maior, que permite que mais energia flua dentro dos direitos de passagem existentes. Os cabos ACCC (Núcleo compósito de condutor de alumínio) podem dobrar a capacidade de condução de corrente sobre o cabo de distribuição e transmissão C-S existente e podem aumentar dramaticamente a confiabilidade do sistema ao eliminar virtualmente a arqueação em alta temperatura.
Com referência também à Figura 2, é mostrada uma montagem de cabo e conector 10 que incorpora as características da invenção. Embora a invenção seja descrita com referência à modalidade de exemplo mostrada nos desenhos, deve-se compreender que a invenção pode ser incorporada em muitas formas de modalidades alternativas. Além disso, qualquer tamanho, formato ou tipo adequado de elementos ou materiais poderia ser usado.
A montagem 10 inclui o cabo 2 e um conector elétrico 12. Nesta modalidade, o co-nector 12 consiste em um conector de extremidade morta adaptado para conectar mecani-camente a extremidade do cabo 2 a outro elemento, tal como uma torre de transmissão. Em modalidades alternativas, o conector poderia compreender qualquer função de conector adequada, tal como um conector de junção, por exemplo.
Com referência também à Figura 3, o conector 12 compreende geralmente um ele-mento de conector de extremidade morta 14 (vide Figuras 1 e 7), uma montagem de mordente que compreende segmentos de mordente 16, uma luva interna 18 e uma luva externa 20. O elemento de conector de extremidade morta 14 forma um elemento de extremidade do conector. No entanto, em uma modalidade alternativa, tal como, um conector elétrico de junção, o elemento de extremidade poderia ser parte de uma montagem para conectar a outro cabo. A extremidade traseira do elemento de extremidade 14 tem uma seção de ilhó 24 para conectar mecanicamente um outro elemento, tal como uma torre de transmissão. Na modalidade mostrada, a luva externa 20 compreende uma derivação integral ou placa de conexão 22 para conectar eletricamente um conector de outra montagem de cabo (não mos-trada) à montagem 10. No entanto, a placa de conexão 22 não precisa ser fornecida.
Com referência também à Figura 4, a extremidade frontal do elemento de extremi-dade 14 compreende uma seção de crista 26, um pescoço 28 e uma cabeça 30. Prefere-se que o elemento de extremidade 14 consista em um elemento de metal de peça única, tal como aço ou alumínio. O pescoço 28 é menor do que a cabeça 30.
Com referência também à Figura 5, a montagem de mordente compreende três dos segmentos de mordente 16. No entanto, em modalidades alternativas, mais ou menos do que três segmentos de mordente poderia ser fornecido. Nesta modalidade, os segmentos de mordente 16 são idênticos uns aos outros. No entanto, nas modalidades alternativas, um ou mais dos segmentos de mordente poderiam não ser idênticos. Cada segmento de mordente 16 compreende, de preferência, metal, tal como metal fundido, por exemplo. Cada segmento de mordente 16 compreende uma seção de eixo 32 e uma seção de intertravamento 34 na extremidade traseira da seção de eixo 32. A seção de eixo 32 tem uma fenda ou canal 36 que é dimensionada e conformada para receber uma parte do núcleo 4 na mesma. Os lados angulares 42, 43 da seção de eixo, que se estende a partir da fenda 36, têm projeções 38 e orifícios 40. Os lados angulares 42, 43 são dimensionados e conformados para ficarem loca-lizados frente os lados angulares dos segmentos de mordente adjacentes. As projeções 38 e orifícios 40 dos segmentos de mordente intertravam para alinhar os segmentos de mordente 16 um em relação ao outro sobre o núcleo 4 antes da montagem final.
A seção de intertravamento 34 de cada segmento de mordente compreende um as-sento rebaixado 46. Os três assentos rebaixados 34, quando os três segmentos de mordente são montados, combinam para formar um bolso que é dimensionado e conformado para reter a cabeça 30 do elemento de extremidade 14 no mesmo. A seção de intertravamento 34 de cada segmento de mordente 16 compreende uma fenda 48 que se estende a partir do assento rebaixado 46 a um lado traseiro do segmento de mordente. A fenda 48 é dimensionada e conformada para receber uma parte do pescoço 28 do elemento de extremidade 14 na mesma.
A luva interna 16 consiste, de preferência, em um elemento de metal de peça única, tal como, que compreende aço. A luva interna 16 tem um formato de tubo geral com um canal interno que é dimensionado e conformado para receber as três seções de eixo 32 no mesmo. Com referência também à Figura 6, dois dos segmentos de mordente 16 são mostrados alinhados em conjunto e recebem a cabeça 30 do elemento de extremidade 14. O terceiro segmento de mordente é, então, alinhado com os outros dois segmentos de mordente e a luva interna 18 é deslizada sobre as seções de eixo 32 na extremidade frontal dos segmentos de mordente. Com a luva interna 18 que desliza sobre as seções de eixo 32, os segmentos de mordente 16 são retidos em conjunto e a cabeça 30 do elemento de extremidade 14 é bloqueada no bolso formado pelos assentos rebaixados 46. Esta sub-montagem é mostrada na Figura 7. O tamanho da seção formada pelas seções de intertravamento 34, em relação ao orifício através da luva interna 18, evita que a montagem de mordente deslize para fora da frente da luva interna.
Com referência novamente às Figuras 3 e 1, a luva externa 20 é, então, deslizada sobre a luva interna 18 e o elemento de extremidade 14. A luva externa 20 é comprimida ou amassada sobre a luva interna, conforme indicado pelas setas 50. A luva externa 20 é com-primida ou amassada sobre o elemento de extremidade 14 na seção de crista 26, conforme indicado pelas setas 52. Isto conecta mecanicamente a luva externa 20 à luva interna 18, e a luva externa 20 ao elemento de extremidade 14. Deste modo, a montagem de mordente é capturada na luva interna 18, e a luva interna 18 é mecanicamente conectada ao elemento de extremidade 14 pela luva externa 20. A luva interna 18 não é diretamente conectada ao elemento de extremidade 14. É indiretamente conectada ao elemento de extremidade pela luva externa; simplesmente para evitar que a luva interna se mova longitudinalmente para longe do elemento de extremidade 14 a qualquer grande distância. A montagem de mordente é intertravada diretamente ao elemento de extremidade 14 pela conexão de intertrava- mento da cabeça 30 no bolso formado pelos assentos rebaixados 46. Esta conexão de inter- travamento evita que a montagem de mordente se mova longitudinalmente para longe do elemento de extremidade quando o núcleo 4 está sob tensão.
A luva externa 20 pode ser amassada ou comprimida sobre os fios 6 para uma boa conexão elétrica entre os fios 6 e a luva externa 20. Uma luva interna adicional poderia ser fornecida entre os fios 6 e a luva externa 20 para evitar a compressão excessiva sobre o núcleo 4.
Com referência também à Figura 8, na modalidade de exemplo mostrada, a cabaça 30 do elemento de conector 14 tem uma extremidade 54 no pescoço 28 com uma ranhura 56. A ranhura 56 tem uma superfície angular para formar um ângulo de corte inferior. O ângulo de corte inferior funciona como uma cunha com as seções de intertravamento 34 dos segmentos de mordente 16. Conforme observado na Figura 9, quando as cunhas 16 são puxadas na direção 58 mediante a tensão sobre o cabo 2, as projeções 60 sobre as extremidades das seções de intertravamento 34 evitam que as seções de intertravamento 34 saiam na direção 62 longe da cabeça 30.
Com referência também às Figuras 10 e 11, quando os segmentos de mordente 16 são inicialmente montados, as projeções 38 se estendem nos orifícios 40. Nesta modalidade de exemplo, os orifícios 40 são mais rasos do que as projeções 38. Isto forma um vão 64. Os orifícios 40 consistem, de preferência, em furos rebaixados definidos pelos lados angulares 42, 43 dos respectivos segmentos de mordente. Conforme mostrado na Figura 11, os furos rebaixados 40 recebem individualmente uma das respectivas projeções 38, de tal modo que os segmentos de mordente fiquem uniformemente espaçados durante a pré- instalação.
Com referência também às Figuras 12 e 13, durante a instalação, as projeções 38 são adicionalmente conduzidas para os furos rebaixados 40. As projeções 38 podem se espalhar rapidamente ou render de outra forma durante a compressão, tal como durante a instalação da luva de aço interna 18 sobre os segmentos de mordentes 16. A inter-relação en- tre as projeções 38 e os orifícios/furos rebaixados 40 fornece um vão uniforme e controlado entre os segmentos de mordentes e uma compressão uniforme e graduada dos segmentos de mordentes em relação a um segmento de mordentes adjacente. O vão 64 pode se reduzir a zero.
Com referência também às Figuras 14 e 15, é mostrado um elemento de conector 70 para o uso na fabricação de uma conexão de junção entre dois dos cabos 2. Deste modo, uma primeira extremidade 72 que tem uma primeira cabeça 30a receberia um primeiro conjunto de segmentos de mordente 16, e uma segunda extremidade 74 que tem uma segunda cabeça 30b receberia um segundo conjunto do segmento de mordente 16; orientado 10 reverso ao primeiro conjunto.
Deve-se compreender que a descrição mencionada anteriormente é somente ilus-trativa da invenção. Diversas alternativas e modificações podem ser desenvolvidas pelos versados na técnica sem que se desvie da invenção. Por exemplo, as características citadas nas diversas reivindicações dependentes poderiam ser combinadas umas com as outras em 15 qualquer combinação(ões) adequada(s). Além disso, as características a partir de diferentes modalidades descritas acima poderiam ser seletivamente combinadas em uma nova modalidade. Conseqüentemente, a invenção é destinada a abranger todas tais alternativas, modificações e variações que se incluem no escopo das reivindicações em anexo.
Claims (13)
1. Conector elétrico (12), compreendendo: um elemento de extremidade (14, 70) configurado para conectar o conector elétrico (12) a outro elemento; e segmentos de mordente (16) configurados para serem dispostos um em relação ao outro, para entrar em contato diretamente com um núcleo (4) de um cabo (2) com fios e nú-cleo (C-S), em que cada um dos segmentos de mordente (16) é configurado para entrar em contato com um segmento de perímetro externo diferente em torno do núcleo (4) para com-binar, para circundar uma parte do núcleo (4), CARACTERIZADO pelo fato de que os segmentos de mordente (16) são montados diretamente com o elemento de extremidade (14) em uma conexão de intertravamento (34) dos segmentos de mordente (16) diretamente com o elemento de extremidade (14, 70), e em que o elemento de extremidade (14) estende para fora de uma extremidade tra-seira dos segmentos de mordente (16).
2. Conector elétrico (12), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a conexão de intertravamento (34) compreende cada um dos segmentos de mordente (16) com um assento rebaixado de extremidade traseira (46) que combinam para formar um bolso, em que uma cabeça de extremidade frontal (30, 30a, 30b) do elemento de extremidade (14, 70) é capturada no bolso.
3. Conector elétrico (12), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada segmento de mordente (16) compreende uma seção de eixo (32) com uma fenda (36) configurada para ter uma extremidade do núcleo (4) localizada na fenda (36) diretamente contra a seção de eixo (32).
4. Conector elétrico (12), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a seção de eixo (32) compreende projeções (38) e orifícios (40) em lados opostos configurados para encaixar com projeções e orifícios dos segmentos de mordente (16) adjacentes.
5. Conector elétrico (12), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que cada segmento de mordente (16) compreende uma seção de intertravamento (34) em uma extremidade traseira da seção de eixo (32), em que a seção de intertravamento (34) é maior em seção transversal do que a seção de eixo (32) e compreende um assento rebaixado de extremidade traseira (46) configurado para receber uma cabeça de extremida-de frontal (30, 30a, 30b) do elemento de extremidade (14, 70).
6. Conector elétrico (12), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a seção de intertravamento (34) compreende uma fenda (48) que se estende a partir do assento rebaixado (46) a um lado traseiro do segmento de mordente (16) que é dimensionado e conformado para receber uma parte de um pescoço (28) do elemento de extremidade (14, 70) no mesmo.
7. Conector elétrico (12), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de extremidade (14, 70) compreende uma cabeça de extremidade frontal (30, 30a, 30b) conectada a um restante do elemento de extremidade (14, 70) por um pescoço (28) relativamente menor, em que a conexão de intertravamento (34) compreende a cabeça de extremidade frontal (30, 30a, 30b) que fica localizada em um bolso (46) formado pelos segmentos de mordente (16).
8. Conector elétrico (12), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, adicionalmente, uma primeira luva (18) que circunda seções de eixo (32) dos segmentos de mordente (16).
9. Conector elétrico (12), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma primeira luva (18) que entra em contato diretamente com os segmentos de mordente (16) e que circunda uma maioria dos segmentos de mordente (16), em que a pri-meira luva (18) é configurada para manter os segmentos de mordente (16) em conjunto, e em que a conexão compreende a primeira luva (18) que não é diretamente fixada ao elemento de extremidade (14, 70).
10. Conector elétrico (12), de acordo com a reivindicação 8 ou 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, adicionalmente, uma segunda luva (20) que circunda a primeira luva (18) e uma parte do elemento de extremidade (14, 70), em que a segunda luva (20) é comprimida sobre a primeira luva (18) e o elemento de extremidade (14, 70).
11. Conector elétrico (12), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, adicionalmente, uma luva externa (20) em que é diretamente comprimida ao elemento de extremidade (14, 70).
12. Método, compreendendo: dispor segmentos de mordente (16) em torno de uma extremidade de um núcleo (4) de um cabo (2) com fios e núcleo (C-S), em que os segmentos de mordente (16) colocam em contato diretamente os segmentos de perímetro externo diferentes do núcleo (4) para circundar uma parte do núcleo (4), fornecer um elemento de extremidade (14, 70) na formação de um conector elétri-co, em que o elemento de extremidade (14, 70) é configurado para conectar o conector elé-trico (12) a outro elemento; e conectar uma primeira luva (18) diretamente aos segmentos de mordente (16), em que a primeira luva (18) circunda os segmentos de mordente (16) ao longo de uma maioria do comprimento dos segmentos de mordente (16) para reter os segmentos de mordente (16) em conjunto, CARACTERIZADO pelo fato de efetuar uma conexão de intertravamento (34) dos segmentos de mordente (16) diretamente com o elemento de extremidade (14,70) e em que a primeira luva (18) não entra em contato diretamente com o elemento de extremidade (14, 70) e o elemento de extremidade (14) estende para fora da extremidade traseira dos seg-mentos de mordente (16).
13. Método de fabricação de um segmento de mordente (16) de um conector elétri-co (12) para um cabo (2) com fios e núcleo (C-S), o método compreendendo: formar uma seção de eixo (32) com uma fenda (36) configurada para ter uma ex-tremidade do núcleo (4) localizada na fenda diretamente contra a seção de eixo (32), CARACTERIZADO pelo fato de formar uma seção de intertravamento (34) em uma extremidade traseira da seção de eixo (32), em que a seção de intertravamento (34) com-preende um assento rebaixado (46), em que o assento rebaixado (46) é dimensionado e conformado para receber uma cabeça de intertravamento (30, 30a, 30b) de um elemento de extremidade (14, 70) do conector elétrico (12), em que a cabeça de intertravamento (30, 30a, 30b) fica localizada em uma extremidade de um pescoço (28) de tamanho menor do elemento de extremidade (14, 70), e em que a seção de intertravamento (34) compreende uma fenda (48) que se estende a partir do assento rebaixado (46) a um lado traseiro (46) do segmento de mordente (16) que é dimensionado e conformado para receber uma parte do pescoço (28) do elemento de extremidade (14, 70) no mesmo, e em que o elemento de ex-tremidade (14) estende para fora da extremidade traseira dos segmentos de mordente (16)
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