BRPI1106562A2 - Cabo de energia e/ou de telecomunicações que compreende um condutor de aferição no solo reforçado - Google Patents

Cabo de energia e/ou de telecomunicações que compreende um condutor de aferição no solo reforçado Download PDF

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Abstract

CABO DE ENERGIA EIOU DE TELECOMUNICAÇÕES QUE COMPREENDE UM CONDUTOR DE AFERIÇÃO NO SOLO REFORÇADO . A presente invenção refere-se a um condutor de aferição no solo (20) que compreende um condutor elétrico (22) circundado por uma camada eletricamente isolada (23), em que o condutor de aferição no solo compreende, ainda, um núcleo central alongado (21) circundado pelo dito condutor elétrico (22), sendo que o dito núcleo central alongado está em contato físico direto com o dito condutor elétrico, e tem uma resistência à ruptura de pelo menos 3.500 N.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CABO DE ENERGIA E/OU DE TELECOMUNICAÇÕES QUE COMPREENDE UM CONDUTOR DE AFERIÇÃO NO SOLO REFORÇADO".
Antecedentes:
5‘ Campo da Invenção:
A presente invenção refere-se a um condutor de aferição no solo reforçado utilizado em um cabo de energia e/ou telecomunicações.
Mais particularmente, o cabo de energia e/ou telecomunicações é utilizado em minas e aplicações semelhantes, tais como abrasão severa e ambiente escuro.
Descrição da Técnica Relacionada:
Um cabo de energia ou telecomunicações convencional inclui um ou mais elementos condutores, especialmente elementos condutores isolados, com um revestimento externo protetor. Um cabo de energia elétrica 15 é tipicamente construído com elementos condutores formados a partir de fio de cobre para conduzir energia elétrica de forma eficiente em qualquer esca- la desejada. Um cabo de telecomunicações é tipicamente construído a partir de elementos condutores de fios relativamente pequenos para conduzir si- nais elétricos e/ou filamentos de fibra ótica para condução de sinais óticos.
Os cabos de energia e/ou telecomunicações são utilizados em
muitos ambientes. Um dos ambientes mais severos para cabos é o de ope- rações de mineração em ambiente escuro.
O cabo para minerações classicamente compreende uma plura- lidade de elementos condutores que são circundadas por um revestimento externo protetor. A pluralidade de elementos condutores compreende:
- pelo menos um condutor de energia isolado, e, mais preferi- velmente, três condutores de energia isolados,
- um condutor de aferição no solo que fornece monitoramento de solo à prova de falhas para segurança máxima, sendo que o dito condutor
de aferição no solo é apenas constituído de um condutor elétrico alongado como núcleo central, circundado por uma camada eletricamente isolada, e
- pelo menos, um condutor de aterramento que atua como ele- mento de segurança em caso de curto-circuito, sendo que o dito condutor de aterramento é apenas constituído de um condutor elétrico alongado sem ne- nhuma camada eletricamente isolada que circunde o dito condutor. Em al- gumas modalidades, o dito condutor de aterramento pode ser circundado por 5. uma camada não eletricamente isolada tal como uma fita, principalmente a fim de facilitar sua identificação.
Os cabos utilizados em operações de mineração tendem a ser submetidos à abrasão severa devido ao equipamento, trânsito e materiais de mineração se movendo sobre ou junto ao cabo de mineração. Além disso, a 10 falta de visibilidade dos cabos no dito ambiente escuro frequentemente pro- duz o esmagamento de cabos ou desgaste por abrasão por parte dos cami- nhões de minas e das máquinas escavadeiras.
Portanto, o primeiro elemento a ser mecanicamente danificado no dito cabo de mineração relaciona-se ao condutor de aferição no solo. 15 Quando danos mecânicos ocorrem no cabo de mineração, o condutor elétri- co do condutor de aferição no solo, o qual é o núcleo central do condutor de aferição no solo, é danificado, de forma que o cabo perde seu elemento de verificação de segurança que garante a continuidade do sistema de aterra- mento.
Objetivos e Sumário:
A presente invenção procura resolver os problemas menciona- dos acima da técnica anterior e propõe um condutor de aferição no solo com uma resistência à ruptura melhorada, capaz de ser utilizado em um cabo de energia e/ou telecomunicações, mais particularmente em um cabo de mine- ração.
Para este fim, um objetivo da presente invenção é fornecer um condutor de aferição no solo que compreende um condutor elétrico circun- dado por uma camada eletricamente isolada, em que o condutor de aferição no solo compreende ainda um núcleo central alongado circundado pelo dito 30 condutor elétrico, sendo que o dito núcleo central alongado está diretamente em contato físico com o dito condutor elétrico e tem uma resistência à ruptu- ra de, pelo menos, 3.500 N. Graças à associação do condutor elétrico com o núcleo central alongado utilizado como membro de resistência, o condutor de aferição no solo é capaz de resistir a danos mecânicos que ocorrem no cabo ao qual o mesmo pertence.
5. O método classicamente utilizado para determinar a resistência
à ruptura do núcleo central alongado é aquele de acordo com a norma ASTM B3 (2004).
Em uma modalidade particular, o condutor elétrico e a camada eletricamente isolada ficam posicionados de forma concêntrica em torno do núcleo central alongado.
O núcleo central alongado, de acordo com a invenção, pode in- cluir um membro fibroso de resistência, sendo que o dito membro fibroso de resistência é mais preferivelmente trançado ao longo de seu eixo geométrico longitudinal.
O dito membro fibroso de resistência pode ser selecionado den-
tre as fibras de aramida, fibras de poliamida, e fibras de poliéster, ou mistu- ras disso. O tipo de fibras de aramida preferido são os fios de aramida.
Em uma modalidade particular, o cabo de aferição no solo pode compreender um separador que circunda o condutor elétrico, e estar posi- 20 cionado entre o condutor elétrico e a camada eletricamente isolada. O dito separador pode evitar a penetração excessiva do material que constitui a camada eletricamente isolada, especialmente durante o processo de extru- são do dito material.
Em uma modalidade preferida, o condutor de aferição no solo, de acordo com a invenção, apenas compreende o núcleo central alongado, o condutor elétrico e a camada eletricamente isolada, e opcionalmente um se- parador posicionado entre o condutor elétrico e a camada eletricamente iso- lada.
O condutor elétrico é feito classicamente a partir de um ou diver- sos elementos metálicos tal como o cobre ou cobre estanhado, de forma que o mesmo possa conter apenas um ou diversos elementos metálicos.
O mesmo pode compreender uma montagem de diversos fios elétricos que circundam o núcleo central alongado, ou uma camada de um material metálico que circunda o núcleo central alongado.
As exigências dimensional e de voltagem do condutor de aferi- ção no solo, de acordo com a invenção, preferivelmente satisfazem a parte 5- 3.12.2 da norma S-75-381-2008 do ICEA e podem ser como dadas nas tabe- las 3-12, 3-21 e 3-22 da dita norma.
Em uma primeira modalidade, de acordo com esta norma, o condutor elétrico do condutor de aferição no solo tem um mínimo de 49 fila- mentos de fio de cobre revestido ou não revestido recozido podem ser utili- 10 zados. Entende-se pela expressão “cobre revestido” o cobre o qual é um cobre estanhado. Se um condutor de aferição no solo de maior tamanho é utilizado, o número mínimo de fios pode não ser menor do que o especifica- do para um condutor de energia do mesmo tamanho (consultar Tabela de 3 a 25 da norma S-75-381-2008 do ICEA). O dito condutor de aferição no solo 15 pode incluir uma fita de poliéster utilizada como separador, acondicionada em torno do condutor elétrico e disposta entre o condutor elétrico e a cama- da eletricamente isolada.
Em uma segunda modalidade, de acordo com esta norma, o condutor elétrico do condutor de aferição no solo pode conter um mínimo de 20 28 filamentos de cobre revestido ou não revestido recozido postos em torno de um núcleo de material não metálico, a área de seção transversal do con- dutor pode não ser menor do que 0,912 mm2. O dito condutor de aferição no solo pode incluir também uma fita de poliéster, como separador, acondicio- nada em torno do condutor elétrico e disposta entre o condutor elétrico e a 25 camada eletricamente isolada. O condutor de aferição no solo pode tipica- mente estar posicionado no centro do cabo de mineração.
A camada eletricamente isolada material do condutor de aferição no solo é preferivelmente um material extrudável, de forma que o condutor de aferição no solo inclui uma camada eletricamente isolada extrudada. A 30 dita camada eletricamente isolada material pode ser uma dentre os tipos dados na Tabela de 3 a 2 da norma S-75-381-2008 do ICEA (por exemplo, borracha etileno propileno (EPR), polietileno reticulado (XLPE), polietileno clorado, polipropileno, elastômero termoplástico ou polietileno clorossulfona- do) e devem cumprir com as exigências especificadas na Tabela de 3 a 2 da norma S-75-381-2008 do ICEA.
Outro objetivo, de acordo com a invenção, refere-se a um cabo 5, de energia e/ou telecomunicações que inclui diversos elementos condutores circundados por um revestimento externo protetor, em que um dentre os e- Iementos condutores é um condutor de aferição no solo, de acordo com a presente invenção.
Em uma modalidade particular, os diversos elementos conduto- res ainda compreendem, pelo menos, um condutor de energia isolado, e, mais preferivelmente, três condutores de energia isolados, e, pelo menos, um condutor de aterramento, a fim de formar um cabo de mineração.
O tipo de cabo preferido, de acordo com a invenção, é um SHD- GC de cabos com três condutores circulares que inclui três condutores de 15 energia isolados, dois condutores de grade e um condutor de aferição no solo tal como definido na presente invenção, de acordo com a norma S-75- 381-2008 do ICEA, e, mais particularmente, de acordo com a parte 3.10.3.3. da norma S-75-381-2008 do ICEA (conforme de 5.001 a 25.000 Volts).
Outros tipos de cabo podem ser também considerados, de acor- do com a norma S 75-381-2008 do ICEA, tais como:
um cabo G-GC que inclui três condutores de energia isolados, três condutores de grade e um condutor de aferição no solo, de acordo com a invenção;
um cabo G-CGC que inclui três condutores de energia isolados, três condutores de grade e um condutor de aferição no solo, de acordo com a invenção, sendo que o condutor de aferição no solo fica no centro do cabo; ou
um cabo blindado SHD-CGC que inclui três condutores de ener- gia isolados, três condutores de grade e um condutor de aferição no solo, de acordo com a invenção, sendo que o condutor de aferição no solo fica no centro do cabo.
Como mencionado anteriormente, um dos ambientes mais seve- ros para cabos é o de operações de mineração em ambiente escuro, de for- ma que a natureza do revestimento externo protetor pode ser crítica. Solu- ções técnicas existem para visualizar o cabo, de forma que o cabo seja me- nos submetido à abrasão severa.
5. A primeira variante consiste na utilização de um revestimento ex-
terno protetor que compreende uma primeira camada capaz de emitir radia- ção luminosa, e uma segunda camada fabricada a partir de um material de poliuretano termoplástico (TPU) transmissor de Iuz que circunda a primeira camada, de forma que a primeira camada seja visível através da segunda camada.
A segunda variante consiste na utilização de um revestimento externo protetor tal como um revestimento de borracha externo pigmentado com um pigmento fluorescente. Entretanto, o dito revestimento externo apre- senta baixa durabilidade dos pigmentos fluorescentes devido à exposição direta ao solo, ar, água e radiação ultravioleta.
A terceira variante é para utilizar uma fita refletiva acondicionada de modo helicoidal sobre o revestimento externo protetor do cabo. Entretan- to, é arriscado de a dita fita refletiva adicional ser facilmente destruída devido ao uso severo em condições de mineração.
A quarta variante consiste na utilização de um revestimento ex-
terno protetor que compreende uma primeira camada como elemento sepa- rador, e uma segunda camada fabricada a partir de um material extrudável tal como mencionado na tabela 3 a 3 S-75-381-2008 do ICEA. O elemento separador pode tipicamente ser uma fita que contém náilon e/ou poliéster.
Dentre estas quatro variantes, a primeira variante é preferida,
uma vez que a mesma propõe um cabo que mostra tanto resistência a alta abrasão e uma boa visibilidade em ambiente escuro, mais particularmente em ambiente escuro externo.
Breve Descrição dos Desenhos:
A presente invenção se tornará mais plenamente entendida a
partir da descrição detalhada dada no presente documento abaixo e a partir dos desenhos anexos, os quais são dados apenas a título de ilustração, e assim, os quais não são limites da presente invenção, e em que:
a figura 1 representa uma vista em seção transversal esquemá- tica de um condutor de aferição no solo, de acordo com a invenção.
a figura 2 representa uma vista em seção transversal esquemá-
& tica de um cabo que inclui o condutor de aferição no solo, de acordo com a figura 1.
Por razões de clareza, os mesmos elementos são projetados por referências idênticas. De modo semelhante, apenas aqueles elementos que são essenciais para o entendimento da invenção são mostrados de forma diagramática e a escala não está de acordo.
Descrição Detalhada:
Referindo-se à figura 1, o condutor de aferição no solo é consti- tuído por um núcleo central alongado 21 como fios de aramida trançados, diretamente circundado por um condutor elétrico de filamentos de cobre 22 junto com o dito núcleo 21. Os ditos filamentos 22 são circundados por uma camada polimérica eletricamente isolada 23 ao longo ditos filamentos 22.
O condutor elétrico 22, assim como a camada eletricamente iso- lada 23, fica posicionado de forma concêntrica em torno do núcleo central alongado 21.
No exemplo ilustrado na figura 1, a seção transversal do núcleo
central alongado 21 é de diâmetro específico, de acordo com cada projeto, e os fios de aramida trançados são comercializados junto à Teijin sob a refe- rência Twaron D2200 19320 dtex Z50. Os ditos fios de aramida trançados têm uma resistência à ruptura de 3900 N.
O condutor elétrico 22 é um condutor flexível com dimensões de
acordo com a parte 3.12.2 da norma S-75-381-2008 do ICEA.
A camada polimérica eletricamente isolada 23 é feita a partir de um material polimérico extrudado, tal como material com base em resina EPDM, comercializada junto à ECC sob a referência Superohm 240-R.
Referindo-se à figura 2, o cabo 100 inclui uma pluralidade de e-
Iementos condutores 10, 20, 30, sendo que a dita pluralidade de elementos é circundada por um revestimento externo protetor 40a, 50. O dito cabo ilustra esquematicamente um cabo SHD-GC (de 5001 a 25000 Volts) de acordo com a parte 3.10.3.3 da norma S-75-381-2008 do ICEA.
Os elementos condutores isolados compreendem três conduto- res de energia isolados 10, um condutor de aferição no solo 20, de acordo 5 com a figura 1, e dois condutores de grade 30. Um condutor de energia iso- lado 10 é, por exemplo, composto por uma pluralidade de fios condutores flexíveis 11 circundados de modo sucessivo por uma primeira camada semi- condutora 12, uma isolação dielétrica 13, uma segunda camada semicondu- tora 14, e uma blindagem 15.
Na figura 2, o revestimento externo protetor 40, 50 pode ser um
revestimento de duas camadas que compreende:
- uma camada interna 40 que é uma fita emissora de Iuz acondi- cionada em torno dos elementos condutores 10, 20, 30, e
- uma camada externa extrudada 50 de poliuretano termoplásti- co transmissor de Iuz que circunda a dita camada interna 40.
A camada externa 50 está diretamente em contato físico com a camada interna 40 a fim de ver visualmente a camada interna através da camada externa, especialmente em um ambiente escuro.
Em outro exemplo, o revestimento protetor pode ser um revesti- mento de duas camadas que compreende:
uma camada separadora 40, tal como uma fita de poliéster, a qual é acondicionada em torno do elemento condutor 10, 20, 30, e
uma camada externa extrudada 50 de um material polimérico, tal como indicado na Tabela 3-3 da norma S-75-381-2008 do ICEA.
O condutor de aferição no solo e o cabo, como representado
respectivamente na figura 1 e na figura 2, têm uma seção transversal circu- lar. Entretanto, a seção transversal circular é dada a título de ilustração, e, assim, outras formas podem ser consideradas, tais como, por exemplo, uma seção transversal plana.
30

Claims (9)

1. Condutor de aferição no solo (20), que compreende um con- dutor elétrico (22) circundado por uma camada eletricamente isolada (23), em que o condutor de aferição no solo compreende, ainda, um núcleo cen- trai alongado (21) circundado pelo dito condutor elétrico (22), sendo que o dito núcleo central alongado está diretamente em contato físico com o dito condutor elétrico, e tem uma resistência à ruptura de, pelo menos, 3.500 N.
2. Condutor de aferição no solo (20), de acordo com a reivindi- cação 1, em que o núcleo central alongado inclui um membro fibroso de re- sistência.
3. Condutor de aferição no solo (20), de acordo com a reivindi- cação 2, em que o núcleo central alongado é selecionado dentre fibras de aramida, fibras de poliamida e fibras de poliéster, ou misturas do mesmo.
4. Condutor de aferição no solo (20), de acordo com a reivindi- cação 3, em que as fibras de aramida são fios de aramida.
5. Condutor de aferição no solo (20), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que o mesmo compreende apenas o nú- cleo central alongado (21), o condutor elétrico (22), e a camada eletricamen- te isolada (23), e opcionalmente um separador que circunda o condutor elé- trico (22) e fica posicionado entre o condutor elétrico (22) e a camada eletri- camente isolada (23).
6. Cabo de energia e/ou telecomunicações (100) que inclui di- versos elementos condutores circundados por um revestimento externo pro- tetor, em que um dos elementos condutores é um condutor de aferição no solo (20), como definido nas reivindicações 1 a 5.
7. Cabo de energia e/ou telecomunicações, de acordo com a rei- vindicação 6, em que os diversos elementos condutores compreendem, ain- da, pelo menos um condutor de energia isolado (10), e, pelo menos um con- dutor de aterramento (30).
8. Cabo de energia e/ou telecomunicações, de acordo com a rei- vindicação 6 ou 7, em que o revestimento externo protetor (40, 50) compre- ende uma primeira camada (40) capaz de emitir radiação luminosa, e uma segunda camada (50) produzida de um material de poliuretano termoplástico transmissor de Iuz (TPU) que circunda a primeira camada (40), de forma que a primeira camada (40) seja visível através da segunda camada (50).
9. Cabo de energia e/ou telecomunicações, de acordo com a rei- vindicação 6 ou 7, em que o revestimento externo protetor (40, 50) compre- ende uma primeira camada (40) como um elemento separador, e uma se- gunda camada (50) é produzida a partir de um material extrudável, tal como mencionado na tabela 3-3 da norma S 75-381-2008 do ICEA.
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