ES2873050T3 - Un componente de conexión eléctrica - Google Patents
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Abstract
Un componente de conexión eléctrica (100, 700) para un cable de máquina (102), el componente de conexión eléctrica (100, 700) puede transmitir energía con niveles de voltaje mayores o iguales a 1 kV, el componente de conexión eléctrica (100, 700) que comprende: un primer contacto eléctrico dispuesto para acoplarse eléctricamente con un segundo contacto eléctrico y dispuesto para acoplarse directa o indirectamente a un conductor del cable de máquina (102); una porción de la carcasa (103) en la que se coloca al menos una porción del primer contacto eléctrico; un elemento flexible (104) configurado para acoplarse con una porción de la superficie exterior del cable de máquina (102); y un conjunto de sujeción de cable que comprende una primera abrazadera anular (106) configurada para disponerse alrededor del cable de máquina (102), la primera abrazadera anular (106) que comprende una pluralidad de orificios adaptados para recibir una pluralidad de fijadores (310) para asegurar el primer elemento anular a la porción de la carcasa (103) y para presionar el elemento flexible (104), cuando se coloca alrededor de una porción de la superficie exterior del cable de máquina (102) y entre la primera abrazadera anular (106) y la porción de la carcasa (103), orientados hacia la porción de la carcasa (103) de manera que el elemento flexible (104) se deforma y se configura para impartir una fuerza de sujeción alrededor de la porción de la superficie exterior del cable de máquina (102), en donde el elemento flexible (104) comprende un miembro anular elástico que se dispone para recibir el cable de máquina (102), en donde el miembro anular elástico es un miembro anular, y en donde el conjunto de sujeción del cable y el miembro anular se disponen de manera que el miembro anular ejerce una fuerza de sujeción en la porción del cable de máquina (102) y la fuerza de sujeción se distribuye de manera sustancialmente uniforme alrededor de la porción del cable de máquina (102), caracterizado porque el conjunto de sujeción del cable comprende además una segunda abrazadera anular (112) que se dispone alrededor del cable de máquina (102), la primera y segunda abrazaderas anulares (106, 112) que se adaptan para presionar el elemento flexible (104), cuando se colocan alrededor de una porción de la superficie exterior del cable de máquina (102) y entre la primera y segunda abrazaderas anulares (106, 112), hacia la porción de la carcasa (103) de tal manera que el elemento flexible (104) se deforma y se configura para impartir una fuerza de sujeción alrededor de la porción de la superficie exterior del cable de máquina (102), y la primera y segunda abrazaderas anulares (106, 112) se fijan de forma segura a la porción de la carcasa (103) del componente (100, 700) mediante una pluralidad de fijadores (310) que se acoplan a la primera y segunda abrazaderas anulares (106, 112) en una pluralidad de ubicaciones dispuestas alrededor del cable de máquina (102).
Description
DESCRIPCIÓN
Un componente de conexión eléctrica
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un componente de conector eléctrico utilizado en aplicaciones de alta potencia. En particular, la presente invención se refiere a un conector adecuado para su uso en entornos exigentes como la industria petrolera o minera.
Antecedentes de la invención
Las conexiones eléctricas confiables son cruciales en aplicaciones de alta potencia, como la alimentación de maquinaria eléctrica pesada que se usa a menudo en la industria minera o petrolera, o la conexión de líneas de transporte de energía. En estas aplicaciones, los cables de máquina transmiten altas corrientes a voltajes de uno o más kilovoltios.
Los conectores eléctricos típicos utilizados en la técnica tienen una pluralidad de clavijas o enchufes cada uno conectado a un núcleo respectivo del cable de la máquina. Dependiendo de la aplicación específica, los conectores deben cumplir con requisitos o estándares específicos. El cumplimiento de los conectores con las normas pertinentes es examinado por un organismo de certificación.
La certificación de un conector para una aplicación específica generalmente garantiza que el conector cumple con los requisitos básicos de seguridad. Sin embargo, los conectores conocidos todavía tienen varias desventajas.
Por ejemplo, los conectores de alta potencia que se utilizan en entornos exigentes, como los sitios de minería, a menudo están sujetos a un trato severo, especialmente cuando se conectan a maquinaria pesada. Los cables de la máquina pueden ser tirados inadvertidamente durante el funcionamiento y esto puede provocar daños en los componentes internos del conector o el cable de la máquina en el conector y / o pérdida de la conexión eléctrica con implicaciones obvias para la seguridad del funcionamiento.
El documento US 3.796.504 A describe un dispositivo para sujetar un cable eléctrico a un mango de conector. El dispositivo de US 3.796.504 A comprende un miembro de sujeción que tiene un collar para sentarse en un hombro de un mango de conector y mordazas alargadas que se extienden desde el collar para sujetar un cable.
El documento US 5.801.465 A describe un dispositivo para sujetar un cable eléctrico a un mango de conector. El dispositivo de US 5.801.465 A comprende un miembro de sujeción que tiene un collar para sujetar un cable de máquina a una parte de la carcasa.
Resumen de la invención
Es un objeto de la presente invención proporcionar un componente de conexión eléctrica que esté dispuesto de manera que la posible transmisión de tensiones a los núcleos del cable de la máquina se reduzca cuando el componente de conexión eléctrica está en funcionamiento.
Este objetivo se logra mediante un componente de conexión eléctrica según la reivindicación 1.
La invención se entenderá más completamente a partir de la siguiente descripción de realizaciones específicas de la invención. La descripción se proporciona con referencia a los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista lateral de un componente conector de acuerdo con una realización mientras está ensamblado;
La figura 2 muestra vistas isométricas de un cable de máquina equipado con componentes del componente de conexión de la realización;
La figura 3 es una vista lateral en sección transversal de un conector ensamblado según la realización;
La figura 4 es una vista isométrica de un conector ensamblado según la realización;
La figura 5 es una vista isométrica del conector según la realización cuando se inserta en el correspondiente enchufe del receptáculo;
La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra los pasos para conectar una conexión eléctrica de acuerdo con una realización a un cable de máquina; y
La figura 7 es una vista lateral de un componente conector según el ejemplo, que no forma parte de la presente invención.
Descripción detallada de realizaciones específicas
Las realizaciones descritas en el presente documento proporcionan un componente de conexión eléctrica adecuado para aplicaciones de alta potencia para conectar un cable de máquina. El componente de conexión tiene un elemento flexible y un conjunto de sujeción que se acopla a la superficie exterior del cable de la máquina y asegura el cable de la máquina a la carcasa del componente de conexión eléctrica.
Con referencia inicialmente a las figuras 1 a 5, se muestra un componente de conexión eléctrica 100 para un cable de máquina 102, que es adecuado para la transmisión de potencia con niveles de voltaje superiores o iguales a 1 kV. El componente de conexión eléctrica tiene una carcasa 103 que contiene clavijas o enchufes eléctricos (no mostrados) que están conectados eléctricamente a los núcleos del cable 102 de la máquina. Las clavijas o enchufes eléctricos están dispuestos para conectarse a las clavijas o enchufes respectivos de otro componente de conexión para crear conexiones eléctricas entre los núcleos de dos cables de máquina. En esta realización, el componente de conexión eléctrica tiene seis clavijas eléctricas, una para cada fase eléctrica, contenidas en tubos trifásicos 202, y tres clavijas eléctricas para conectarse a circuitos de potencia piloto y auxiliar, como se muestra en la figura 2 (b). Cada pin de fase eléctrica tiene una conexión a tierra independiente a través de su respectivo tubo de fase 206.
El componente de conexión eléctrica 100 tiene un elemento flexible, en forma de un miembro elástico en forma de anillo 104, que recibe el cable de la máquina 102 y se acopla a una parte de su superficie exterior. El elemento flexible ejerce una fuerza de sujeción en la parte del cable 102 de la máquina y la fuerza de sujeción se distribuye de manera sustancialmente uniforme alrededor de la parte del cable 102 de la máquina.
En esta realización, el elemento 104 en forma de anillo elástico está compuesto de un material polimérico y está dispuesto dentro de un conjunto de sujeción de cable que tiene dos elementos de collar de cable, uno dispuesto en un lado del cable del elemento 104 en forma de anillo y otro dispuesto lado de la vivienda. Los dos elementos de collar de cable se proporcionan en forma de soportes en forma de anillo 106 y 112. La Figura 2 muestra cómo los soportes en forma de anillo 106 y 112 pueden ajustarse alrededor del cable de la máquina junto con el miembro en forma de anillo 104 antes o después de las clavijas eléctricas, los tubos de fase 202 y la carcasa 103 se conectan al cable de la máquina 102.
Cuando los soportes en forma de anillo 106 y 112 se sujetan entre sí, presionan el miembro en forma de anillo 104 desde lados opuestos de una manera tal que el miembro en forma de anillo 104 se deforma e imparte una fuerza de sujeción alrededor del cable 102 de la máquina. La fuerza de sujeción asegura el conjunto de sujeción con los soportes en forma de anillo 106 y 112 y el miembro en forma de anillo 104 al cable 102 de la máquina.
En la realización descrita, el miembro 104 en forma de anillo tiene una forma de "rosquilla". La forma del miembro 104 en forma de anillo permite que el miembro 104 se calce en uso entre el conjunto de sujeción con soportes 106 y 112 en forma de anillo. En realizaciones alternativas, el miembro 104 en forma de anillo puede ser uniforme a lo largo de su eje o tener una superficie exterior ahusada. Se apreciará que, para tamaños alternativos, se puede proporcionar un espaciador entre el miembro 104 en forma de anillo y los soportes 106, 112 en forma de anillo.
El miembro 104 en forma de anillo comprende un material polimérico. Las figuras 3 y 4 muestran respectivamente una vista en sección transversal lateral y una vista isométrica del conector eléctrico ensamblado de la realización. Cuando se ensambla el componente de conexión, los soportes en forma de anillo 106 y 112 se sujetan entre sí y también se sujetan de forma segura al alojamiento del componente utilizando una pluralidad de sujetadores que se acoplan a los soportes en forma de anillo 106 y 112 en una pluralidad de ubicaciones dispuestas alrededor de la máquina cable 102. En esta realización, los sujetadores tienen la forma de pernos 310 colocados en una pluralidad de orificios distribuidos uniformemente alrededor de la periferia de los soportes en forma de anillo 106 y 112. Los pernos 310 se acoplan a la parte de orificio roscada ubicada en la parte del alojamiento 103 que mira al soporte 112 en forma de anillo en correspondencia con la pluralidad de orificios.
El acoplamiento de los soportes en forma de anillo 106 y 112 con el miembro en forma de anillo 104 y el alojamiento 103 permite la transmisión de cargas axiales desde el cable 102 de la máquina al alojamiento 103. La función de soporte de carga proporcionada por los soportes en forma de anillo 106 y 112, el elemento en forma de anillo 104 y el alojamiento 103 evita que las cargas axiales se transfieran a las conexiones internas entre las clavijas o enchufes y los núcleos del cable de la máquina.
En ejemplos que no forman parte de la presente invención, el soporte 112 en forma de anillo se proporciona como parte integral del alojamiento 103. En estas realizaciones, el componente de conexión está provisto de un soporte 106 en forma de anillo. El soporte en forma de anillo 106 presiona sobre el miembro en forma de anillo 104 desde el lado
del cable de la máquina 102 cuando el soporte en forma de anillo 106 se fija al alojamiento 103. El miembro 104 en forma de anillo se deforma e imparte una fuerza de sujeción alrededor del cable 102 de la máquina para asegurar el conjunto de sujeción y la carcasa al cable 102 de la máquina. Esto permite transferir fuerzas longitudinales externas sobre el cable 102 de la máquina a la carcasa y no al primer contacto.
El daño a las conexiones entre los pines o enchufes a los núcleos de los cables debido a cargas axiales externas aplicadas es una fuente común de fallas eléctricas cuando los cables se utilizan en entornos desafiantes, como sitios petroquímicos o sitios de minería. Dado que el dispositivo de conexión transmite tales cargas axiales al menos en gran parte a la carcasa, se puede reducir la probabilidad de tal daño. Además, el componente de conexión está dispuesto de manera que la fuerza axial externa aplicada se transmita a la carcasa por el elemento flexible de tal manera que, debido a la flexibilidad de la parte flexible que se acopla con la parte de la superficie exterior del cable de la máquina dentro de un En un área relativamente grande, se reducen las presiones radiales locales en la parte de la superficie exterior del cable de la máquina.
En una realización, el componente de conexión eléctrica 100 comprende una pluralidad de componentes eléctricamente aislantes que están dispuestos de manera que encajen dentro del alojamiento 103 en una orientación o un conjunto de orientaciones predefinidos. Por ejemplo, se puede dar forma a un primer componente eléctricamente aislante para que encaje con un segundo componente eléctricamente aislante en una orientación predefinida. Por ejemplo, el primer componente aislante eléctrico puede tener un saliente que tiene una forma particular, teniendo el segundo componente aislante un rebajo de forma correspondiente para recibir el saliente del primer rebajo con forma eléctrica en el que, cuando el primer componente aislante se recibe en el segundo rebajo aislante componente, el primer y segundo componentes aislantes tienen una orientación predefinida entre sí.
Además, un componente eléctricamente aislante puede estar dispuesto para recibir una pluralidad de otros componentes eléctricamente aislantes, en el que al menos uno de los componentes eléctricamente aislantes rodea al menos una parte del al menos un conductor, un conductor eléctrico del componente de conexión eléctrica penetrando a través de ella.
Uno de los componentes eléctricamente aislantes puede ser extraíble, la carcasa 103 y el componente extraíble están dispuestos de manera que al menos una parte de una región interna de la carcasa 103 se pueda inspeccionar cuando el componente extraíble se haya extraído al menos parcialmente de la carcasa 103.
Con referencia ahora a la Figura 6, se muestra un diagrama de flujo con una secuencia de pasos que se pueden realizar para conectar un componente de conexión eléctrica de acuerdo con una realización a un cable de máquina. Una vez que se proporciona el cable de la máquina, 605, el elemento flexible se coloca alrededor del cable de la máquina, 610. En la realización descrita anteriormente, este paso consiste en insertar el cable 102 de la máquina en el miembro 104 en forma de anillo. En el paso 615, el elemento de collar de cable se coloca alrededor del cable de la máquina de manera que el elemento flexible se coloca entre el elemento de collar de cable y una parte de la carcasa del componente de conexión. En la realización, el soporte 106 en forma de anillo se coloca alrededor del cable 102 de la máquina. En el paso 620, el elemento de collar del cable se monta en la parte de la carcasa de modo que el elemento flexible se coloca entre la parte de la carcasa del componente de conexión y el elemento de collar del cable y se imparte una fuerza de sujeción a través de la parte flexible y alrededor de una parte de la superficie exterior del cable de la máquina para asegurar el cable de la máquina en relación con la parte de la carcasa. En la realización descrita, los pernos 310 se insertan en los orificios periféricos del soporte en forma de anillo 106 y se enganchan con los orificios roscados respectivos en el alojamiento 103 del componente.
El método comprende el paso adicional de montar un soporte adicional 112 en forma de anillo en la carcasa 103 antes de alinear y asegurar el conjunto de sujeción a la carcasa 103.
En la Figura 7 se muestra un componente 700 de conexión eléctrica, que no forma parte de la presente invención. El componente de conexión eléctrica 700 comprende muchas de las mismas características que el componente de conexión eléctrica 100 de la Figura 1, sin embargo los dos soportes en forma de anillo 106 y 112 del componente de conexión eléctrica 100 se han incorporado en un único soporte en forma de anillo 702.
Claims (9)
1. Un componente de conexión eléctrica (100, 700) para un cable de máquina (102), el componente de conexión eléctrica (100, 700) puede transmitir energía con niveles de voltaje mayores o iguales a 1 kV, el componente de conexión eléctrica (100, 700) que comprende:
un primer contacto eléctrico dispuesto para acoplarse eléctricamente con un segundo contacto eléctrico y dispuesto para acoplarse directa o indirectamente a un conductor del cable de máquina (102); una porción de la carcasa (103) en la que se coloca al menos una porción del primer contacto eléctrico; un elemento flexible (104) configurado para acoplarse con una porción de la superficie exterior del cable de máquina (102); y
un conjunto de sujeción de cable que comprende una primera abrazadera anular (106) configurada para disponerse alrededor del cable de máquina (102), la primera abrazadera anular (106) que comprende una pluralidad de orificios adaptados para recibir una pluralidad de fijadores (310) para asegurar el primer elemento anular a la porción de la carcasa (103) y para presionar el elemento flexible (104), cuando se coloca alrededor de una porción de la superficie exterior del cable de máquina (102) y entre la primera abrazadera anular (106) y la porción de la carcasa (103), orientados hacia la porción de la carcasa (103) de manera que el elemento flexible (104) se deforma y se configura para impartir una fuerza de sujeción alrededor de la porción de la superficie exterior del cable de máquina (102), en donde el elemento flexible (104) comprende un miembro anular elástico que se dispone para recibir el cable de máquina (102), en donde el miembro anular elástico es un miembro anular, y en donde el conjunto de sujeción del cable y el miembro anular se disponen de manera que el miembro anular ejerce una fuerza de sujeción en la porción del cable de máquina (102) y la fuerza de sujeción se distribuye de manera sustancialmente uniforme alrededor de la porción del cable de máquina (102), caracterizado porque
el conjunto de sujeción del cable comprende además una segunda abrazadera anular (112) que se dispone alrededor del cable de máquina (102), la primera y segunda abrazaderas anulares (106, 112) que se adaptan para presionar el elemento flexible (104), cuando se colocan alrededor de una porción de la superficie exterior del cable de máquina (102) y entre la primera y segunda abrazaderas anulares (106, 112), hacia la porción de la carcasa (103) de tal manera que el elemento flexible (104) se deforma y se configura para impartir una fuerza de sujeción alrededor de la porción de la superficie exterior del cable de máquina (102), y
la primera y segunda abrazaderas anulares (106, 112) se fijan de forma segura a la porción de la carcasa (103) del componente (100, 700) mediante una pluralidad de fijadores (310) que se acoplan a la primera y segunda abrazaderas anulares (106, 112) en una pluralidad de ubicaciones dispuestas alrededor del cable de máquina (102).
2. El componente (100, 700) de la reivindicación 1, en donde el conjunto de sujeción del cable rodea parcialmente el elemento flexible (104).
3. El componente (100, 700) de la reivindicación 1 o 2, en donde el miembro anular elástico tiene una superficie exterior cónica, y en donde la superficie exterior cónica del miembro anular se dispone de tal manera que la superficie exterior cónica está en contacto con una superficie cónica respectiva del conjunto de sujeción.
4. El componente (100, 700) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el miembro anular comprende un material polimérico.
5. El componente (100, 700) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la primera abrazadera anular tiene una superficie interior cónica y se dispone de manera que la superficie interior cónica está en contacto con una superficie exterior cónica respectiva del elemento flexible (104).
6. El componente (100, 700) de la reivindicación 5, en donde el elemento flexible (104) se encaja entre el conjunto de sujeción y el cable de máquina (102).
7. El componente (100, 700) de la reivindicación 5, en donde el elemento flexible (104) se encaja entre el conjunto de sujeción y una porción de la porción de la carcasa (103).
8. El componente (100, 700) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento flexible (104) se encaja entre la primera abrazadera anular (106) y la segunda abrazadera anular (112).
9. Un método para conectar un componente de conexión eléctrica (100, 700) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores a un cable de máquina (102) adecuado para la transmisión de energía con niveles de voltaje mayores o iguales a 1 kV, el método que comprende las etapas de:
proporcionar el cable de máquina (102);
posicionar el elemento flexible (104) del componente de conexión (100, 700) alrededor del cable de máquina (102);
posicionar la primera abrazadera anular (106) y la segunda abrazadera anular (112) del componente de conexión (100, 700) alrededor del cable de máquina (102) de manera que el elemento flexible (104) se coloca entre la primera abrazadera anular (106) y la segunda abrazadera anular (112); y montar la primera abrazadera anular (106) y la segunda abrazadera anular (112) en la porción de la carcasa (103) fijando la pluralidad de fijadores (310) a través de los orificios respectivos en la primera abrazadera anular (106) y la segunda abrazadera anular (112) de manera que el elemento flexible (104) se coloca entre la segunda abrazadera anular (112) y la primera abrazadera anular (106) y se presiona hacia la porción de la carcasa (103) y se imparte una fuerza de sujeción a través de la porción flexible y alrededor de una porción de la superficie exterior del cable de máquina (102) para asegurar el cable de máquina (102) con respecto a la porción de la carcasa (103).
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