ES2573460T3 - Conjunto de puesta a tierra de cable - Google Patents

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ES2573460T3 ES09163480.8T ES09163480T ES2573460T3 ES 2573460 T3 ES2573460 T3 ES 2573460T3 ES 09163480 T ES09163480 T ES 09163480T ES 2573460 T3 ES2573460 T3 ES 2573460T3
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Abstract

Un conjunto (10) que comprende: un conector bidireccional unitario (20) que tiene una parte de recepción de par (70) que está radialmente orientada alrededor de un eje principal (100) del conector bidireccional unitario (20), teniendo la parte de recepción de par (70) una primera superficie (80) y una segunda superficie radial opuesta (90); teniendo además el conector bidireccional unitario (20) un primer vástago roscado (30) y un segundo vástago roscado (50), sobresaliendo el primer vástago roscado (30) hacia fuera desde la primera superficie (80), sobresaliendo el segundo vástago roscado (50) hacia fuera de la segunda superficie radial (90), estando el primer vástago roscado (30) y el segundo vástago roscado (50) alineados de manera que sus respetivos ejes principales coinciden con el eje principal (100) del conector bidireccional unitario (20), teniendo el primer vástago roscado (30) una ranura de cable de tierra (60) configurada para recibir un cable de tierra en la misma, teniendo el segundo vástago roscado (50) una base (170); caracterizado por que: el conjunto es un conjunto de puesta a tierra de cable (10) para utilizar en la puesta a tierra de un módulo fotovoltaico que tiene un cuadro de aluminio anodizado (140); la primera superficie (80) de la parte de recepción de par (70) es una primera superficie radial; el conector bidireccional unitario (20) incluye además un saliente afilado anular (160) que sobresale más allá de un plano de la segunda superficie radial (90), rodeando la base (170) del segundo vástago roscado (50), estando el saliente afilado anular (160) configurado para penetrar en la primera superficie no conductora del marco (140) después de la aplicación de un par suficiente a la parte de recepción de par (70); y el conjunto de puesta a tierra (10) incluye demás una tuerca (130) dimensionada para acoplarse al segundo vástago roscado (50), teniendo la tuerca (130) una arandela unida libre de giro (132), teniendo la arandela unida libre de giro (132) una superficie dentada (134) configurada para penetrar en una segunda superficie no conductora del marco (140) opuesta a la primera superficie conductora del marco (140).

Description

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DESCRIPCION
Conjunto de puesta a tierra de cable
La presente invencion esta dirigida a un conjunto de puesta a tierra de cable y, mas concretamente, a un conjunto de puesta a tierra de cable que es especialmente adecuado para utilizar en la puesta a tierra de un modulo fotovoltaico que tiene un marco de aluminio anodizado.
Los modulos o disposiciones fotovoltaicas (PV) producen electricidad a partir de energfa solar. La energfa electrica producida por los modulos PV reduce la dependencia de la electricidad generada utilizando recursos no renovables (por ejemplo combustibles fosiles) dando lugar a significativos beneficios medioambientales. Con el fin de reducir o eliminar el impacto y los peligros del fuego, el Codigo Electrico Nacional (NEC) y la Norma UL 1703 requieren la puesta a tierra electrica de los modulos PV. Una conexion efectiva a tierra reduce la susceptibilidad de un modulo PV al dano por cafda de rayos, reduce la acumulacion electrostatica (que puede danar un modulo PV) y reduce el riesgo de dano a las personas que ponen en servicio o reparan los modulos PV. En efecto, una conexion a tierra drena alejando cualquier exceso de acumulacion de carga electrica.
Un modulo PV normalmente esta contenido en un marco de aluminio anodizado, cuya superficie no es conductora. Hablando en terminos generales, es el marco del modulo PV el que sirve como puesta a tierra, lo que hace que sea un reto para el personal instalar de forma eficiente una trayectoria de puesta a tierra fiable entre el modulo Pv y su marco. Aunque se conocen conjuntos de puesta a tierra de cable, que incluyen dispositivos que se utilizan para establecer puestas a tierra, no se conoce un conjunto de puesta a tierra de cable que sea especialmente adecuado para la puesta a tierra de un modulo PV de esta manera.
El documento US 3260987, en el que se basa el preambulo de la reivindicacion 1, describe un conector de tornillo de ranura que tiene una parte de recepcion de par que esta radialmente orientada alrededor de un eje principal del conector. La parte de recepcion de par tiene un primer vastago roscado que sobresale de una primera superficie y un segundo vastago roscado que sobresale hacia fuera desde una segunda superficie. El primer y segundo vastagos estan alineados de manera que sus respetivos ejes principales coinciden con el eje principal del conector, y el segundo vastago roscado tiene una montura configurada para recibir cables electricos.
El documento US 2006/067804 describe un sujetador que tiene una cabeza y una parte de sujecion roscada. La cabeza tiene una parte de recepcion de par con una lengueta en su base y la parte se sujecion se extiende desde el lado exterior de la lengueta de la cabeza. Un elemento de deformacion anular esta formado en el otro lado de la lengueta y esta dispuesto para ser presionado sobre una pieza de trabajo cuando la parte de sujecion es insertada en una abertura en la pieza de trabajo de manera que retenga en sujetador a la pieza de trabajo.
El problema a resolver es la necesidad de un conjunto de puesta a tierra de cable que haga posible que el personal instale de forma eficiente una trayectoria de tierra fiable entre un modulo PV y su marco.
La solucion se proporciona a traves de un conjunto que comprende: un conector bidireccional unitario que tiene una parte de recepcion de par que esta radialmente orientada alrededor de un eje principal del conector bidireccional unitario, teniendo la parte de recepcion de par una primera superficie y una segunda superficie radial opuesta; teniendo ademas el conector bidireccional unitario un primer vastago roscado y un segundo vastago roscado, sobresaliendo hacia fuera el primer vastago roscado de la segunda superficie radial, estando el primer vastago roscado y el segundo vastago roscado alineados de manera que sus respetivos ejes principales coinciden con el eje principal del conector bidireccional unitario, teniendo el primer vastago roscado una ranura de cable de puesta a tierra axial configurada para recibir un cable de tierra en la misma, teniendo el segundo vastago roscado una base; caracterizado por que : el conjunto es un conjunto de puesta a tierra de cable para utilizar en la puesta a tierra de un modulo fotovoltaico que tiene un marco de aluminio anodizado; la primera superficie de la parte de recepcion de par es una primera superficie radial; el conector bidireccional unitario incluye ademas un saliente afilado anular que sobresale mas alla de un plano de la segunda superficie radial, rodeando la base del segundo vastago roscado, estando el saliente afilado anular configurado para penetrar en una primera superficie conductora del marco despues de la aplicacion de suficiente par a la parte de recepcion de par; y el conjunto de puesta a tierra de cable incluye ademas una tuerca dimensionada para acoplarse con el segundo vastago roscado, teniendo la tuerca una arandela unida libre de giro, teniendo la arandela unida libre de giro una superficie dentada configurada para penetrar en la segunda superficie no conductora del marco opuesta a la primera superficie no conductora del marco.
Otras caractensticas y ventajas de la presente invencion seran evidentes de la siguiente descripcion mas detallada de la realizacion preferida, tomada en combinacion con los dibujos adjuntos que ilustran, a modo de ejemplo, los principios de la invencion.
La Fig. 1 es una vista superior, en perspectiva, de una realizacion a modo de ejemplo, del conjunto de puesta a tierra de cable descrito.
La Fig. 2 es una vista superior aumentada, en perspectiva, de un componente (es decir un conector bidireccional unitario) de la realizacion a modo de ejemplo mostrada en la Fig. 1.
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La Fig. 3 es una vista inferior despiezada, en perspectiva, de la realizacion modo de ejemplo mostrada en la Fig. 1.
La Fig. 4 es una vista inferior aumentada, en perspectiva, del conector bidireccional unitario mostrado en la Fig. 2.
La Fig. 5 es una vista en seccion, en perspectiva, del conector bidireccional unitario, tomada a lo largo de la lmea 5-5 de la Fig. 4.
La Fig. 6 es una vista en perspectiva de la realizacion a modo de ejemplo del conjunto de puesta a tierra de cable descrito mostrado en la Fig. 1 instalado en el marco de un modulo PV.
Cuando sea posible, los mismos numeros de referencia son utilizados en todos los dibujos para hacer referencia a partes iguales o similares.
La Fig. 1 es una vista superior despiezada, en perspectiva, de una realizacion 10 a modo de ejemplo del conjunto de puesta a tierra de cable de la presente invencion. La realizacion 10 incluye un conector bidireccional unitario 20 que tiene un primer vastago roscado 30, un segundo vastago roscado 50, y una parte de recepcion de par 70. El primer vastago roscado 30 y el segundo vastago roscado 50 estan alineados de manera que sus respetivos ejes principales coindicen con el eje principal 100 del conector bidireccional unitario 20. El primer vastago roscado 30 esta ranurado a lo largo del eje principal 100, definiendo una ranura de cable de tierra 60 para recibir un cable de tierra. La parte de recepcion de par 70 esta radialmente orientada alrededor del eje principal 100 y tiene una primera superficie radial 80 y una segunda superficie radial opuesta (vease la Fig. 3 en 90). El primer vastago roscado 30 sobresale de la primera superficie radial 80, y el segundo vastago roscado 50 sobresale de la segunda superficie radial 90. En una realizacion preferida, la parte de recepcion de par 70 tiene una superficie periferica 110 que es hexagonal, como se muestra en la Fig. 1. Esta caractenstica permite que el personal aplique un par al conector bidireccional 20 utilizando una llave inglesa, facilitando la instalacion del conjunto de puesta a tierra de cable (vease la Fig. 6).
La realizacion 10 del conjunto de puesta a tierra incluye una primera tuerca 120, que esta dimensionada para acoplarse con al primer vastago roscado 30. Despues de la aplicacion de un par suficiente, la primera tuerca 120 cooperara con el conector bidireccional unitario 20 para asegurar a traves de la compresion cualquier cable de diametro apropiado presente en una ranura de cable 60. En una realizacion preferida, la ranura de cable de tierra 60 esta dimensionada para recibir en la misma un cable de tierra. Como se muestra en la Fig. 1, la primera tuerca 120 es hexagonal. Tal forma es preferida, permitiendo que el personal aplique un par a la primera tuerca 120 utilizando una llave inglesa, con lo que se facilita la instalacion del conjunto de puesta a tierra de cable.
La realizacion 10 incluye tambien una segunda tuerca 130, que esta dimensionada para acoplarse con un segundo vastago roscado 50. El marco 140 (vease la Fig. 6) de un modulo de PV normalmente incluye aberturas 150 (vease la Fig. 6). El segundo vastago roscado 50 esta dimensionado para acoplarse con la abertura 150. La segunda tuerca 130 coopera con el segundo vastago roscado 50 del conector bidireccional unitario 20 para asegurar la realizacion 10 al marco 140.
Como se muestra en la Fig. 1, la segunda tuerca 130 es hexagonal, permitiendo que el personal aplique un par a la segunda tuerca 130 utilizando una llave inglesa. La segunda tuerca 130 opcionalmente incluye una arandela unida libre de giro 132. Tal tuerca es comunmente denominada como tuerca KEpS, tuerca K o tuerca arandela. Como se muestra en la Fig. 1, la arandela unida libre de giro 132 es una arandela de bloqueo de tipo estrella, que tiene una superficie dentada 134 capaz de penetrar en la superficie anodizada (no conductora) del marco 140, y ayudar a asegurar la puesta a tierra adecuada. Dependiendo de la aplicacion, se pueden sustituir otros tipos de arandela (por ejemplo arandela conica, o arandela plana).
La Fig. 2, que es una vista en perspectiva superior aumentada del conector bidireccional unitario 20, muestra el diametro 136, que representa el diametro del primer vastago roscado 30, y la anchura de ranura 138, que representa la anchura de la ranura de cable de tierra 60. El diametro 136 del primer vastago roscado 30 depende de varios factores, que incluyen la aplicacion destinada y la resistencia del material utilizando en la formacion del conector bidireccional unitario 20. Para diversas aplicaciones, que incluyen la puesta a tierra de un modulo PV, UL requiere que el conjunto de cable de tierra cumpla con los requisitos del ensayo de seguridad (por ejemplo 6 AWG (American Wire Gauge) = 8,2 Kg (18 lbs) durante 30 minutos) y el ensayo de traccion (por ejemplo 6 AWG (American Wire Gauge) = 45,3 Kg (100 lbs) durante 1 minuto). El conector bidireccional unitario 20 esta preferiblemente fabricado a partir de un material electricamente conductor que sea resistente a la corrosion (por ejemplo, acero inoxidable). Tales materiales tienen variaciones de resistencia. Asumiendo que la anchura de ranura 128 es constante, el diametro 136 del primer vastago roscado 30 variara inversamente con la resistencia del material electricamente conductor seleccionado. En otras palabras, un material mas debil generalmente requerira que el diametro 136 sea mayor. Inversamente, el diametro 136 puede disminuir cuando sean utilizados materiales mas fuertes.
La Fig. 3, que es una vista inferior despiezada, en perspectiva, de la realizacion 10, muestra las caractensticas adicionales del conector bidireccional unitario 20. El saliente afilado anular 160 sobresale mas alla del plano definido por la segunda superficie radial 90, rodeando la base 170 del segundo vastago roscado 50. El saliente afilado anular 160 esta configurado y dispuesto para penetrar en la superficie anodizada del marco 140 despues de la aplicacion de un par suficiente a la parte de recepcion de par 70 (y/o la segunda tuerca 130). Dado que conector bidireccional unitario 20 esta atornillado en el marco 140 utilizando la segunda rosca 130, el saliente afilado anular 160 y la
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superficie dentada 134 respetivamente penetran en las superficies anodizadas opuestas del marco 140. De este modo, el saliente anular 160 y la superficie dentada 134 cada una ayudan a establecer una trayectoria de tierra fiable entre el modulo PV y el marco 140. Una vez que el conector bidireccional unitario 20 es atornillado al marco 140, el saliente afilado anular 160 es obturado entre la segunda superficie radial 90 y la superficie del marco 140. La exposicion/corrosion de aquellas regiones del marco 140 en donde la superficie anodizada ha sido penetrada es especialmente indeseable y puede afectar de forma adversa a la fiabilidad de la trayectoria de tierra.
La Fig. 4 es una vista inferior aumentada, en perspectiva, del conector bidireccional unitario. La Fig. 4 muestra dos caractensticas, espedficamente, la ranura anular exterior 180 y la ranura anular interior 190. La ranura anular exterior 180, la ranura anular interior 190 y el saliente afilado anular 160 son concentricos, y el eje principal 100 (vease la Fig. 1) atraviesa su origen comun. La ranura anular exterior 180 es adyacente a la superficie exterior 200 del saliente afilado anular 160, y la ranura anular interior 190 es adyacente a la superficie interior 210 del saliente afilado anular 160. Dado que el saliente afilado anular 160 penetra en la superficie anodizada del marco 140, algun material de marco se puede desplazar o bien a la ranura anular exterior 180 o bien a la ranura anular interior 190 (o a ambas).
La Fig. 5 es una vista en seccion, en perspectiva, del conector bidireccional unitario, tomada a lo largo de la lmea 5-5 de la Fig. 4. La Fig. 5 complementa a la Fig. 4 mostrando la relacion entre las siguientes caractensticas del conector bidireccional unitario 20: el saliente afilado anular 160, la base 170, la ranura anular exterior 180, la ranura anular interior 190, la superficie exterior 200, y la superficie interior 210.
La Fig. 6 muestra una realizacion a modo de ejemplo 10 del conjunto de puesta a tierra de cable descrito instalado en el marco 140 de un modulo PV. El cable de tierra 220 esta presente en la ranura de cable de tierra 60 y esta asegurado en la misma mediante la primera tuerca 120, la parte de recepcion de par 70, y el primer vastago roscado 30. La primera tuerca 120 normalmente es apretada con un par suficiente para comprimir y sujetar un cable de tierra fabricado de cobre (el tipo mas comun). El segundo vastago roscado 50 (vease las Figs. 1-5) ya ha sido recibido por una de las aberturas 150. El segundo vastago roscado 50 y la segunda tuerca 130 (vease las Figs. 1, 3) cooperan para asegurar la realizacion 10 al marco 140. Generalmente, la parte de recepcion de par 70 (y/o la segunda tuerca 130) estan apretadas a un par suficiente de manera que el saliente afilado anular 160 penetra en la superficie anodizada del marco 140 y de manera que la segunda superficie radial 90 y la superficie del marco 140 se unen.
La realizacion 10 incluye no mas de tres componentes (es decir, el conector bidireccional unitario 20, la primera tuerca 120, la segunda tuerca 130) y, debido a diversas caractensticas hexagonales (por ejemplo, superficie periferica 110), se puede instalar facilmente utilizando solo una llave inglesa, que a diferencia de otras herramientas (por ejemplo el destornillador) hace posible que el persona aplique de manera eficiente un par suficiente para establecer una trayectoria de tierra fiable, incluso en aplicaciones que implican un cable de tierra de gran diametro (por ejemplo 6-8 AWG (American Wire Gauge), tal como la puesta a tierra de los modulos PV.
Entre las ventajas del conjunto de puesta a tierra de cable de la presente invencion estan que no requiere mas de tres componentes (es decir, el conector bidireccional unitario, la primera tuerca, y la segunda tuerca) y se puede instalar facilmente utilizando solo una llave inglesa, que a diferencia de otras herramientas (por ejemplo el destornillador) hace posible que el personal aplique de forma eficiente un par suficiente para establecer una trayectoria de tierra fiable, incluso en aplicaciones que implican cable de tierra de gran calibre (por ejemplo 6-8 AWG (American Wire Gauge)), tal como los modulos PV de tierra.

Claims (7)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un conjunto (10) que comprende: un conector bidireccional unitario (20) que tiene una parte de recepcion de par (70) que esta radialmente orientada alrededor de un eje principal (100) del conector bidireccional unitario (20), teniendo la parte de recepcion de par (70) una primera superficie (80) y una segunda superficie radial opuesta (90); teniendo ademas el conector bidireccional unitario (20) un primer vastago roscado (30) y un segundo vastago roscado (50), sobresaliendo el primer vastago roscado (30) hacia fuera desde la primera superficie (80), sobresaliendo el segundo vastago roscado (50) hacia fuera de la segunda superficie radial (90), estando el primer vastago roscado (30) y el segundo vastago roscado (50) alineados de manera que sus respetivos ejes principales coinciden con el eje principal (100) del conector bidireccional unitario (20), teniendo el primer vastago roscado (30) una ranura de cable de tierra (60) configurada para recibir un cable de tierra en la misma, teniendo el segundo vastago roscado (50) una base (170); caracterizado por que:
    el conjunto es un conjunto de puesta a tierra de cable (10) para utilizar en la puesta a tierra de un modulo fotovoltaico que tiene un cuadro de aluminio anodizado (140);
    la primera superficie (80) de la parte de recepcion de par (70) es una primera superficie radial;
    el conector bidireccional unitario (20) incluye ademas un saliente afilado anular (160) que sobresale mas alla de un plano de la segunda superficie radial (90), rodeando la base (170) del segundo vastago roscado (50), estando el saliente afilado anular (160) configurado para penetrar en la primera superficie no conductora del marco (140) despues de la aplicacion de un par suficiente a la parte de recepcion de par (70); y
    el conjunto de puesta a tierra (10) incluye demas una tuerca (130) dimensionada para acoplarse al segundo vastago roscado (50), teniendo la tuerca (130) una arandela unida libre de giro (132), teniendo la arandela unida libre de giro (132) una superficie dentada (134) configurada para penetrar en una segunda superficie no conductora del marco (140) opuesta a la primera superficie conductora del marco (140).
  2. 2. El conjunto de puesta a tierra de cable (10) de la reivindicacion 1, en el que el saliente afilado anular (160) tiene una superficie exterior (200), y en el que el conector unitario bidireccional (20) incluye una ranura anular exterior (180) que es adyacente a la superficie exterior (200) y es concentrica con el saliente afilado anular (160).
  3. 3. El conjunto de puesta a tierra de cable (10) de la reivindicacion 1 o 2, en el que el saliente afilado anular (160) tiene una superficie interior (210), y en el que el conector unitario bidireccional (20) incluye una ranura anular (190) que es adyacente a la superficie interior (210) y es concentrica con el saliente afilado anular (160).
  4. 4. El conjunto de puesta a tierra de cable (10) de cualquier reivindicacion precedente, que incluye ademas una tuerca adicional (120) dimensionada para acoplarse con el primer vastago roscado (30) para asegurar mediante compresion un cable de tierra (220) presente en la ranura de cable de tierra (60).
  5. 5. El conjunto de puesta a tierra de cable (10) de cualquier reivindicacion precedente, en el que el conector bidireccional unitario (20) esta compuesto esencialmente de un material electricamente conductor que es resistente a la corrosion.
  6. 6. El conjunto de puesta a tierra de cable (10) de cualquier reivindicacion precedente, en el que la parte de recepcion de par (70) tiene una superficie periferica hexagonal.
  7. 7. El conjunto de puesta a tierra de cable (10) de cualquier reivindicacion precedente, en el que el conector bidireccional unitario (20) esta compuesto esencialmente de acero inoxidable.
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