IT201600103234A1 - Sistema Costruttivo afferente un sensore capacitivo di tensione - Google Patents

Sistema Costruttivo afferente un sensore capacitivo di tensione

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Lorenzo Peretto
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    • G01R15/16—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices
    • G01R15/165—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices measuring electrostatic potential, e.g. with electrostatic voltmeters or electrometers, when the design of the sensor is essential
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    • G01R19/155—Indicating the presence of voltage

Description

“Sistema Costruttivo Afferente un Sensore Capacitivo di Tensione"
Campo della Invenzione
_La presente invenzione concerne un sistema costruttivo afferente un sensore capacitivo di tensione, in cui detto sensore provvede a rilevare il campo elettrico generato da un elemento in tensione del medesimo sensore capacitivo, al fine, per esempio, di poter determinare il valore della tensione di detto elemento in tensione.
Più particolarmente, la presente invenzione concerne un sistema costruttivo afferente un sensore capacitivo di tensione, in cui detto sensore provvedere a rilevare il campo elettrico generato dall’elemento in tensione del medesimo sensore senza subire l'influenza di eventuali campi elettrici e/o magnetici circostanti, come, per esempio, i campi elettro/magnetici generati da altri conduttori e/o da altre barre disposti/e nelle vicinanze.
Antefatti della Invenzione
Attualmente i sensori capacitivi di tensione hanno una serie di inconvenienti. _Un primo inconveniente è dovuto al fatto che la resina di materiale dielettrico disposta intorno ai componenti del sensore include dei vacuoli (bolle d'aria) con conseguenti fenomeni di non desiderate scariche parziali.
Un secondo inconveniente è dovuto al fatto che la medesima resina risulta distaccata rispetto agli elementi che compongono il sensore capacitivo con conseguenti fenomeni di non desiderate scariche parziali.
_Un terzo inconveniente è dovuto al fatto che la citata resina risulta non perfettamente aderente e/o non perfettamente aggrappata e/o vincolata rispetto agli organi che compongono il sensore capacitivo e, pertanto, a seguito dell'invecchiamento, avvengono degli scollamenti fra detta resina ed i citati organi, con conseguenti fenomeni di non desiderate scariche parziali. -Questo inconveniente risulta particolarmente presente quando il sensore capacitivo è utilizzato in un ambiente in cui la temperatura di esercizio (caldo/freddo) varia ciclicamente.
Esposizione delia invenzione
_Scopo della presente invenzione è pertanto quello di risolvere i sopra lamentati inconvenienti.
_L'invenzione, la quale è caratterizzata dalle rivendicazioni, risolve il problema di creare un sistema costruttivo afferente un sensore capacitivo di tensione elettrica, in cui detto sensore si estende assialmente lungo un asse definito longitudinale; in cui detto sensore comprende: _un elettrodo sorgente, in cui detto elettrodo sorgente ha una forma allungata che si estende longitudinalmente lungo un asse longitudinale, in cui detto elettrodo sorgente configura una prima porzione di estremità assiale ed una seconda porzione di estremità assiale opposta rispetto alla prima porzione di estremità assiale; _un corpo tubolare schermante, in cui detto corpo tubolare schermante ha una forma allungata che si estende longitudinalmente lungo un asse longitudinale, in cui detto corpo tubolare schermante configura una prima porzione assiale ed una seconda porzione assiale opposta rispetto a detta prima porzione assiale, in cui detto corpo tubolare schermante configura un mantello avente una faccia interna ed una faccia esterna; _un sensore di campo elettrico, in cui detto sensore di campo elettrico è posizionato radialmente distanziato intorno a detto elettrodo sorgente, in cui detto sensore di campo elettrico è posizionato entro detto corpo tubolare schermante; in cui detto sensore di campo elettrico è posizionato fra la prima porzione di estremità assiale e la seconda porzione di estremità assiale; una massa di materiale isolante dielettrico, in cui detta massa è tesa ad inglobare detto corpo tubolare schermante, detto elettrodo sorgente e detto sensore di campo elettrico; in cui detto sistema si caratterizza per il fatto che detto sensore di campo elettrico comprende almeno una prima lamina interna ed una seconda lamina esterna sovrapposte ed unite fra loro; _per il fatto che detta prima lamina interna è realizzata mediante un materiale elettricamente conduttore; per il fatto che detta seconda lamina esterna è realizzata mediante un materiale elettricamente isolante; e _per il fatto che detta seconda lamina esterna realizzata in materiale isolante è vincolata rispetto alla faccia interna dell’elemento tubolare schermante.
Breve descrizione dei Disegni
_Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione saranno maggiormente evidenti dalla descrizione che segue di alcune sue preferite forme di realizzazione pratiche, qui date a titolo puramente esemplificativo e non limitativo, fatte con riferimento alla figure dei disegni allegati in cui:
_Figura 1 illustra una prima forma di realizzazione del sistema costruttivo oggetto della presente invenzione, in cui detto sistema è utilizzato per realizzare un sensore capacitivo di tensione;
_Figura 2 illustra una seconda forma di realizzazione del sistema costruttivo oggetto della presente invenzione, in cui detto sistema è utilizzato per realizzare un passante atto a svolgere anche la funzione di sensore capacitivo di tensione;
_Figura 3, 4 e 5 illustrano in forma schematica e come sviluppo piano una possibile preferita realizzazione afferente una struttura per formare un sensore di campo elettrico, prima del suo inserimento all'interno di un corpo tubolare schermante, in cui fig. 4 è una vista in sezione rispetto alla traccia 4-4 di fig. 3;
_Figura 1A illustra una variante costruttiva del sistema afferente la prima forma di realizzazione di Fig. 1;
_Figura 2A illustra una variante costruttiva del sistema afferente la seconda forma di realizzazione di Fig. 2;
_Figura 6 illustra schematicamente un particolare costruttivo afferente le varianti costruttive di Figg. 1A e 2A.
Descrizione Esemplificativa di Preferite Forme di Realizzazione
_Con riferimento alle figure allegate il sistema costruttivo oggetto della presente invenzione è teso a realizzare un sensore capacitivo di tensione elettrica, in cui detto sensore si estende lungo un asse Y definito longitudinale.
Detto sistema, sostanzialmente, vedasi in particolare fig. 1 e 2, comprende un elettrodo sorgente 110/210, un corpo tubolare schermante 120/220, un sensore di campo elettrico 130/230, ed un massa di materiale isolante dielettrico 140/240.
_Con riferimento a detto elettrodo sorgente 110/210 esso ha una forma allungata che si estende longitudinalmente lungo un asse longitudinale Y, in maniera tale da configurare una prima porzione di estremità assiale 111/211 ed una seconda opposta porzione di estremità assiale 112/212, in cui quest’ultima è opposta rispetto alla prima porzione di estremità assiale 111/211.
_Con riferimento al corpo tubolare schermante 120/220, esso ha una forma allungata che si estende longitudinalmente lungo un asse longitudinale Y, in maniera tale da configurare una prima porzione di estremità assiale 121/221 ed una seconda opposta porzione di estremità assiale 122/222.
_Detto corpo tubolare schermante 120/220 è preferibilmente collegato a terra ed è teso a schermare il sensore di campo elettrico 130/230 rispetto alle linee di campo generate da conduttori in tensione posizionati esterni rispetto al sensore capacitivo, in maniera tale che sul sensore di campo 130/230 si andranno a chiudere solo le linee di campo generate dall'elettrodo sorgente 110/210.
_Sempre detto corpo tubolare schermante 120/220 comprende un mantello tubolare 123/223, in cui detto mantello 123/223, rispetto all’asse centrale Y, configura una faccia interna 124/224 ed una faccia esterna 125/225.
_Con riferimento al sensore di campo elettrico 130/230, detto sensore di campo elettrico 130/230 è posizionato radialmente distanziato intorno a detto elettrodo sorgente 110/210, come pure posizionato entro detto corpo tubolare schermante 120/220 e, preferibilmente, posizionato in un punto intermedio compreso fra la prima porzione di estremità assiale 121/221 e la seconda porzione di estremità assiale 122/222 del citato corpo tubolare schermante 120/220.
_Con riferimento alla massa di materiale isolante dielettrico 140/240, detta massa è tesa ad inglobare i vari elementi del sensore e, principalmente e sostanzialmente, detto corpo tubolare schermante 130/230, detto elettrodo sorgente 110/210 e detto sensore di campo elettrico 130/230, al fine posizionare detti elementi e ad al fine di formare un struttura portante isolata elettricamente. _Con riferimento anche alle figure 3, 4, 5 e 6, detto sensore di campo elettrico 130/230 comprende almeno una prima lamina interna 131/231 ed una seconda lamina esterna 132/232 che sono sovrapposte ed unite fra loro, preferibilmente con struttura monolitica, come meglio descritto in seguito, in cui la prima lamina interna 131/231 è realizzata mediante un materiale elettricamente conduttore (metallico) e la seconda lamina esterna 132/232 è realizzata mediante un materiale elettricamente isolante.
_Con riferimento alla seconda lamina esterna 132/232 in materiale isolante essa è preferibilmente vincolata rispetto alla faccia interna 124/224 dell’elemento tubolare schermante 120/220, mediante, per esempio, dei punti colla fra la faccia esterna della lamina 132/232 e la faccia interna 124/224 del corpo tubolare schermante 120/220, oppure mediante altri sistemi come descritto in seguito. _Con riferimento alla prima lamina interna 131/231 in materiale conduttore, essa ha lo scopo di rilevare le linee di campo generate dall'elettrodo sorgente 110/210 e, più particolarmente, essa ha lo scopo di formare un accoppiamento capacitivo fra detto elettrodo sorgente 110/210 e detta prima lamina 131/231. In tale contesto, detta prima lamina 131/231 può assumere varie fogge e/o dimensioni e/o grandezze diverse rispetto a quelle illustrate, senza uscire dalla esclusiva tutelata mediante la presente invenzione.
_Con riferimento alla seconda lamina esterna 132/232 in materiale isolante, essa ha lo scopo di supportare in posizione la lamina interna 131/231, come pure lo scopo di isolare elettricamente la lamina interna 131/231 rispetto al corpo tubolare schermante 120/220 e, pertanto, detta seconda lamina 132/232 può assumere fogge e/o spessore e/o grandezza e/o conformazioni diverse rispetto a quelle illustrate senza uscire dalla esclusiva tutelata con questa invenzione.
Jl sensore di campo elettrico 130/230 è un corpo monolitico e, preferibilmente, un corpo monolitico flessibile come, per esempio, una lamina di vetronite ramata avente la ramatura su almeno una faccia, oppure un elemento analogo e/o simile. _Con particolare riferimento alle figure 1A, 2A e 6, il corpo tubolare schermante 120/220 è dotato di primi fori passanti 126/226, in cui detti primi fori passanti 126/226 hanno una ampiezza tale da consentire il passaggio della resina attraverso i medesimi primi fori passanti 126/226 durante le operazioni di colata della medesima resina per la formazione del sensore.
_Con riferimento anche alle figure 3, 4 e 5, detto sensore di campo elettrico 130/230 è dotato di secondi fori passanti 133/233, in cui detti secondi fori passanti 133/233 hanno una ampiezza tale da consentire il passaggio della resina attraverso i medesimi secondi fori 133/233 durante le operazioni di colata della medesima resina per la formazione del sensore.
_Con particolare riferimento alla figura 6, detti primi fori passanti 126/226 e detti secondi fori passanti 133/233 sono fra loro comunicanti assialmente, preferibilmente allineati assialmente, e comunque fra lo disposti in maniera tale da consentire il passaggio della resina attraverso detti primi 126/226 e detti secondi 133/233 fori passanti durante le operazioni di colata della medesima resina per la formazione del sensore.
_Con riferimento alla figura 5, detto sensore di campo elettrico può comprendere ulteriormente dei mezzi di fissaggio opzionali 150, i quali sono applicati sulla faccia esterna 133/233 della seconda lamina esterna 132/232, in cui detti mezzi di fissaggio 150 sono tesi a formare un vincolo fra la seconda lamina 132/232 e la faccia interna 124/224 del corpo tubolare schermante 120/220.
Se non sono presenti i mezzi di fissaggio 150, il sensore di campo elettrico comprende unicamente la lamina interna 131/231 e la lamina esterna 132/232, fra loro associate, dotate dei fori passanti 133/233 e, in questo caso, si provvede a vincolare la lamina esterna 132/232 rispetto e/o contro alla faccia interna 124/224 del corpo tubolare schermante 120/220, mediante punti colla o altri sistemi.
Con particolare riferimento alle figure 3, 4 e 5, esse illustrano in sviluppo piano un particolare sensore di campo elettrico 130/230, in cui detta prima lamina interna 131/231 è dotata di rispettivi fori passanti definiti da un rispettivo perimetro 134/234, detta seconda lamina esterna 132/232 è dotata di rispettivi fori passanti definiti da un rispettivo perimetro 135/235, in cui detti fori passanti praticati in detta prima lamina interna 131/231 hanno una ampiezza maggiore rispetto a fori passanti praticati nella seconda lamina esterna 132/232, in maniera tale da creare fra detti due perimetri 134_1 35/234^235 (cioè fra detti due fori) una corona 136/236 di materiale isolante.
_Con riferimento alle figure 1 e 2, mediante l'accoppiamento capacitivo fra l’elettrodo sorgente 110/210 ed il sensore di campo elettrico 130/230 si rileva il campo elettrico generato solamente da detto elettrodo sorgente 110/210 e, il relativo segnale rilevato, mediante un cavo 160/260 può essere trasmesso ad un dispositivo di elaborazione 170/270 al fine per esempio di stimare il valore della tensione presente nel citato elettrodo sorgente 110/210.
_Con riferimento alla descrizione sopra significata, siccome il sensore di campo elettrico 130/230 è formato mediante un corpo monolitico comprendente almeno una prima lamina interna 131/231 ed una seconda lamina esterna 132/232 sovrapposte ed unite (incollate, associate, vincolate) fra loro prima del loro inserimento entro il corpo tubolare schermante 120/220, non avvengono degli indesiderati scollamenti fra dette due lamine, risolvendo i problemi sopra significati, e risolvendo anche altri problemi afferenti le operazioni di assemblaggio dei componenti del sensore prima della colata, siccome si provvede facilmente e rapidamente a fissare il sensore 130/230 in loco mediante punti colla fra faccia esterna 137/237 della lamina esterna 132/232 del sensore 130/230 e faccia interna 124/224 del corpo tubolare schermante 120/220.
_Con riferimento alla particolare realizzazione di figura 6, siccome durante la colata la resina può passare e fluire attraverso i fori 133/233 praticati nelle due lamine 131/231 e 132/232 del sensore di campo elettrico 130/230, come pure passare e fluire attraverso i fori 126/226 del corpo tubolare schermante 120/220, si migliorano le caratteristica di riempimento e di presa in relazione alla resina, non si formano vacuoli, e non avvengono degli indesiderati scollamenti postumi fra il corpo schermante 120/220 ed sensore di campo elettrico 130/230, risolvendo i problemi sopra significati.
La descrizione delle varie forme di realizzazione del sistema costruttivo per un sensore capacitivo sono date a titolo puramente esemplificato e non limitativo e, pertanto a detto sistema si possono applicare tutte quelle modifiche o varianti suggerite dalla pratica e/o rientranti nella portata delle rivendicazioni che seguono. _Le rivendicazioni che seguono sono anche una parte integrativa per la sopra significata descrizione.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 01)_Sistema costruttivo afferente un sensore capacitivo di tensione elettrica, Jn cui detto sensore si estende assialmente lungo un asse (Y) definito longitudinale; Jn cui detto sensore comprende: >_un elettrodo sorgente (110/210), Jn cui detto elettrodo sorgente (110/210) avente una forma allungata che si estende longitudinalmente lungo un asse longitudinale (Y), Jn cui detto elettrodo sorgente (110/210) configura una prima porzione di estremità assiale (111/211) ed una seconda porzione di estremità assiale (112/212) opposta rispetto alla prima porzione di estremità assiale (111/211); >_un corpo tubolare schermante (120/220), Jn cui detto corpo tubolare schermante (120/220) ha una forma allungata che si estende longitudinalmente lungo un asse longitudinale (Y), Jn cui detto corpo tubolare schermante (120/220) configura una prima porzione assiale (121/221) ed una seconda porzione assiale (122/222) opposta rispetto a detta prima porzione assiale (121/221), Jn cui detto corpo tubolare schermante (120/220) configura un mantello (123/223) avente una faccia interna (124/224) ed una faccia esterna (125/225); >_un sensore di campo elettrico (130/230), Jn cui detto sensore di campo elettrico (130/230) è posizionato radialmente distanziato intorno a detto elettrodo sorgente (110/210), Jn cui detto sensore di campo elettrico (130/230) è posizionato entro detto corpo tubolare schermante (120/220), Jn cui detto sensore di campo elettrico (130/230) è posizionato fra la prima porzione di estremità assiale (121/221) e la seconda porzione di estremità assiale (122/222); >_una massa di materiale isolante dielettrico (140/240), in cui detta massa (140/240) è tesa ad inglobare detto corpo tubolare schermante (130/230), detto elettrodo sorgente (110/210) e detto sensore di campo elettrico (130/230); caratterizzato per il fatto che detto sensore di campo elettrico (130/230) comprende almeno una prima lamina interna (131/231) ed una seconda lamina esterna (132/232) sovrapposte ed unite fra loro; per il fatto che detta prima lamina interna (131/231) è realizzata mediante un materiale elettricamente conduttore; _per il fatto che detta seconda lamina esterna (132/232) è realizzata mediante un materiale elettricamente isolante; _per il fatto che detta seconda lamina esterna (132/232) realizzata in materiale isolante è vincolata rispetto alla faccia interna (124/224) dell’elemento tubolare schermante (120/220). 02)_Sistema costruttivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato per il fatto che detta seconda lamina esterna (132/232) in materiale isolante ha caratteristiche tecniche tali da isolare elettricamente la lamina interna (121/221) rispetto al corpo tubolare schermante (120/220). 03)_Sistema costruttivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato per il fatto che detto sensore di campo elettrico (130/230) è un corpo monolitico. 04)_Sistema costruttivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che detto sensore di campo elettrico (130/230) è un corpo monolitico flessibile. 05)_Sistema costruttivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che detto sensore di campo elettrico (130/230) è realizzato mediante una lamina di vetronite ramata o mediante un simile elemento. 06)_Sistema costruttivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che detto corpo tubolare schermante (120/220) è dotato di primi fori passanti (126/226) e per il fatto che detti primi fori passanti (126/226) hanno una ampiezza tale da consentire il passaggio della resina attraverso i medesimi primi fori passanti (126/226) durante le operazioni di colata della medesima resina per la formazione del sensore capacitivo. 07)_Sistema costruttivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che detto sensore di campo elettrico (130/230) è dotato di secondi fori passanti (133/233) e per il fatto che detti secondi fori passanti (133/233) hanno una ampiezza tale da consentire il passaggio della resina attraverso detti secondi fori passanti (133/233) durante le operazioni di colata della medesima resina per la formazione del sensore capacitivo. 08)_Sistema costruttivo secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato per il fatto che detti primi fori passanti (126/226) e detti secondi fori passanti (133/233) sono fra loro comunicati e/o allineati assialmente, in maniera tale da consentire il passaggio della resina attraverso detti primi fori passanti (126/226) e detti secondi fori passanti (133/233) durante le operazioni di colata della medesima resina per la formazione del sensore capacitivo. 09)_Sistema costruttivo secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato per il fatto di comprendere ulteriormente dei mezzi di fissaggio (150) applicati sulla faccia esterna (137/237) della seconda lamina esterna (132/232). 10)_Sistema costruttivo secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato per il fatto che detta prima lamina interna (131/231) è dotata di rispettivi fori passanti definiti da un rispettivo perimetro (134/234), per il fatto che detta seconda lamina esterna (132/232) è dotata di rispettivi fori passanti definiti da un rispettivo perimetro (135/235), e per il fatto che i fori passanti praticati nella prima lamina interna (131/231) hanno una ampiezza maggiore rispetto a fori passanti praticati nella seconda lamina esterna (132/232) al fine di creare fra detti due perimetri (134_135/234_235) una corona (136/236) di materiale isolante.
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